Реферат Курсовая Конспект
Краткие теоретические сведения - раздел Физика, ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Чугуны Это Железоуглеродистые Сплавы, Содержащие Свыше 2,14 %с. Кроме Железа ...
|
Чугуны это железоуглеродистые сплавы, содержащие свыше 2,14 %С. Кроме железа и углерода в чугунах присутствуют другие элементы - примеси (Мn, Si, Р, S). Железо и углерод образуют в чугунах следующие структуры: аустенит, феррит, цементит, перлит, ледебурит и графит. Первые четыре структуры мы рассмотрели при изучении сталей.
Ледебурит – механическая смесь (эвтектика), состоящая из зерен аустенита или перлита с цементитом, образующаяся непосредственно из жидкой фазы при ее охлаждении до температуры 1147 0С. При температурах выше 727 0С структура ледебурита представляет механическую смесь аустенита и цементита. При температурах ниже 727 0С смесь перлита и цементита. Ледебурит очень твердая (НВ 700) и хрупкая структура, т. к. в ее составе много цементита. После травления ледебурит виден в микроскопе в виде светлых участков цементита с темными пятнами перлита.
Графит – это химически чистый углерод. Он имеет гексагональную решетку и низкие механические свойства, поэтому с точки зрения прочности в металлических структурах чугунов графитные включения можно рассматривать как пустоты.
Вместе с тем графитные включения в чугунах играют и определенную положительную роль. Например, улучшают обрабатываемость чугуна резанием, его износостойкость и антифрикционность, выполняя роль своеобразной "сухой смазки". Кроме того, графитовые включения повышают демпфирующую способность сплава, т.е. способствуют гашению вибраций.
Микроструктура белых чугунов. В белых чугунах весь углерод находится в связанном состоянии, т.е. в виде цементита (Fе3С). Белый чугун в зависимости от содержания углерода разделяется на доэвтектический (от 2,14 до 4,З %С), эвтектический (4,З %С) и заэвтектический (от 4,3 до 6,67 %С).
Микроструктура доэвтектического белого чугуна после полного охлаждения (рис. 9.1) имеет структуру: ледебурит + перлит + вторичный цементит.
Рисунок 9.1 – Правая часть диаграммы состояния Fе-С |
Вторичный цементит выделяется из аустенита содержащего при 1147 °С 2.14 %С. В белых чугунах с низким содержанием углерода (близким к 2,14 %) вторичный цементит выявляется достаточно четко, т.к. в таких чугунах мало ледебурита. С увеличением содержания углерода вторичный цементит в структуре сливается с цементитом ледебурита. Можно считать, что структура таких доэвтектических белых чугунов состоит из ледебурита и перлита (см. атлас микроструктур) (рис. 9.2 а).
Рисунок 9.2 – Схема микроструктур доэвтектического (а), эвтектического (б) и заэвтектического (в) чугунов
Микроструктура эвтектического белого чугуна состоит только из одного ледебурита, образующегося при 1147 0С при эвтектической кристаллизации жидкого сплава с содержанием 4,3 %С (см, рис. 9.1). При температурах выше 727 °С эвтектика состоит из цементита (эвтектического и вторичного) и аустенита с содержанием 0,8 %С, При температуре 727 °С аустенит превращается в перлит. Таким образом, после полного охлаждения ледебурит состоит из цементита и перлита (см. атлас микроструктур) (рис. 9.2 б).
Микроструктура заэвтектического белого чугуна (см. рис. 9.1) состоит из ледебурита и первичного цементита (см. атлас микроструктур) (рис. 9.2 б).
Микроструктура ковких чугунов. Ковкий чугун получают из белого чугуна с помощью специального графитизирующего отжига при температурах 950-1000 С. В результате такого отжига цементит (Fе3С) разделяется на аустенит и графит (углерод отжига). Графит в ковком чугуне образуется в виде хлопьевидных включений, которые хорошо видны в микроскоп при рассмотрении нетравленого шлифа (рис, 9.3 а).
Рисунок 9.3 – Схема микроструктуры нетравленых ковкого (а), серого (б) и высокопрочного (в) чугунов
Металлическая основа ковкого чугуна может быть ферритной, ферритно-перлитной, перлитной в зависимости от режимов графитизирующего отжига. В соответствии с этим различают ковкий чугун ферритный, феррито-перлитный и перлитный (см. атлас микроструктур).
В процессе графитизирующего отжига белого чугуна изменяются и механические свойства. Ковкий чугун по сравнению с белым обладает большей пластичностью и прочностью.
Микроструктура серых чугунов. Химический состав серых чугунов отличается повышенным содержанием кремния.
При рассмотрении в микроскоп нетравленого микрошлифа серого чугуна хорошо видны включения пластинчатого графита (рис. 9.3 б). На величину и расположение включений графита оказывает влияние химический состав чугуна, скорость охлаждения, температура и время выдержки расплавленного чугуна перед отливкой, другие факторы. Так, например, с увеличением скорости охлаждения расплавленного чугуна пластинки графита получаются более мелкими.
Металлическая основа в серых чугунах в зависимости от связанного углерода может быть ферритной, феррито-перлитной и перлитной (см. атлас микроструктур).
Микроструктура высокопрочных чугунов. Измельчение графитных включений и придание им округлой (шаровидной) формы снижает концентрацию напряжений перед включениями, способствует повышению прочности чугуна. Такой формы графита добиваются путем модифицирования – введения в расплавленный чугун пыли магния (0,03-0,7 % от веса чугуна).
Шаровидные включения графита хорошо видны при рассмотрении в микроскоп нетравленого шлифа высокопрочного чугуна (рис. 9.3 г).
Металлическая основа высокопрочных чугунов включает те же типы структур, что и в случае ковких и серых чугунов (см. атлас микроструктур). Соответственно и названия: ферритный, феррито-перлитный и перлитный высокопрочные чугуны основаны на структуре металлической основы.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ... Федеральное агентство по образованию... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Краткие теоретические сведения
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов