Формирование структуры - раздел Геология, Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых Сплавы Железа С Алюминием, Содержащие До 36 % Аl, Образуют Непрерывны...
Сплавы железа с алюминием,содержащие до 36 % Аl, образуют непрерывный ряд твердых растворов.
В системе Fe – Аl - С образуются углеродсодержащие фазы: графит, Fe3AlCx (часто обозначаемая g, К или ε-фаза) и карбид алюминия Al4С3.
Чугуны, содержащие до 32 % Alимеют две области с содержанием до 8 и от 18 до 26 % Аl, в которых углерод кристаллизуется в виде графита. При содержании алюминия 9 - 17 % практически весь углерод кристаллизуется в виде соединения Fe3AlCx, а при содержании более 26 % Аl - Аl4С3. По мере увеличения содержания алюминия в чугуне снижается растворимость углерода, а при содержании алюминия 30 % содержание углерода не превышает 1,5 %. Избыток углерода сверх его растворимости выделяется в виде графитовой спели при охлаждении и кристаллизации чугуна.
Алюминий снижает также растворимость углерода в g- железе, однако в значительно меньшей степени, чем в жидком чугуне.
Для сплавов, содержащих 4 - 8 % Аl, характерна перлитоферритная матрица, причем количество легированного алюминием феррита (α-фаза) увеличивается по мере повышения содержания алюминия.
Структура чугунов, содержащих 10 - 17 % Аl,состоит из a - фазы и фазы Fe3AlCx, отличающейся высокой микротвердостью (640 - 850 HV). Микротвердость α-фазы 360 - 400 HV. Количество фазы Fe3AlCx зависит от содержания алюминия и углерода. С увеличением алюминия до 13 - 14 % количество ее растет, а затем постепенно уменьшается.
При содержании углерода менее 1 % количество фазы Fe3AlCx сравнительно невелико, и она располагается по границам зерен a - фазы. Увеличение содержания углерода приводит к появлению сплошной сетки фазы Fe3AlCx, а затем к образованию структуры эвтектического строения, состоящей из смеси α и Fe3AlCx фаз. Такие чугуны отличаются высокой твердостью и хрупкостью, практически не обрабатываются резанием и поэтому, несмотря на высокую жаростойкость, не нашли применения в промышленности.
При модифицировании чугунов, содержащих 10 - 17% Аl 0,3 - 0,6 % титана количество фазы Fe3AlCx снижается в сравнении с первоначальным за счет ее графитизации, и в структуре появляются включения пластинчатого графита. Максимальный эффект графитизации достигается при модифицировании 0,5 % Ti.
Модифицирование силикокальцием также способствует графитизации чугуна. В чугуне, содержащем 9 и 17 % Аl, присадкой 1 - 1,5 % силикокальция можно добиться полной графитизации фазы Fe3AlCx.
Металлическая основа сплавов, содержащих9 - 10 % Аl, в равновесном состоянии (после длительного отжига) состоит из a-фазы Fe3AlCx. При содержании в таких сплавах углерода более 2 % в структуре одновременно присутствует графит. Фаза Fe3AlCx имеет непостоянный состав, изменяющийся при нагреве до высоких температур. Сплавы с более высоким содержанием алюминия (15%) в состоянии равновесия при любом содержании углерода образуют структуру, состоящую из a и Fe3AlCx фаз. В этих сплавах фаза Fe3AlCx достаточно стабильна, и при нагреве до 1100 °С наблюдается лишь частичное растворение ее. При быстром охлаждении эта фаза выделяется в более дисперсном виде.
Сплавы, содержащие 18--25% Al, имеют преимущественно ферритную металлическую основу с включениями пластинчатого графита. Кроме того, вблизи нижней границы графитизированной области по содержанию алюминия появляется фаза Fe3AlCx, а вблизи верхней — карбид Al4C3, причем соотношение количества этих фаз зависит от содержания углерода и кремния в чугуне.
При содержании более 25 % Аl структура чугуна состоит из трудно травящейся α-фазы и карбидов Аl4Сз, имеющих форму прямоугольников или многоугольников, количество которых увеличивается по мере повышения содержания алюминия. При содержании углерода более 0,75 % кристаллизация сплава начинается с выделения карбидов алюминия. Первичные карбиды алюминия представляют собой крупные включения, расположенные вдоль осей дендритов. При температуре 1280 - 1260 °С образуется эвтектика, состоящая из α-фазы и карбида Аl4Сз.
Включения карбидов Аl4С3 на нетравленом шлифе имеют обычно светло-серый цвет, иногда светло-синий или сине-зеленый в зависимости от длительности хранения шлифа. Микротвердость 950 - 1000 HV. На воздухе в присутствии атмосферной влаги карбид алюминия легко окисляется, покрывается цветами побежалости и растрескивается.
Введение... Диапазон механических и служебных свойств современных типов и марок чугунов весьма широк Серый чугун с пластин чатым...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Формирование структуры
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Особенности легирования
Легирование является одним из методов управления процессами образования структуры и формирования свойств чугуна. Оно позволяет измельчать первичные структурные составляющие, получат
Особенности жидкого состояния
Природа жидкого состояния является одним из наиболее сложных объектов изучения теории агрегатного состояния металлов и сплавов. Среди множества теорий жидкого состояния широкое приз
Особенности термической обработки
Высокая эффективность термической обработки применительно к отливкам из легированных специальных чугунов делает её неотъемлемой частью всего технологического цикла изготовления изде
Изотермическая закалка
Изотермическая закалка заключается в последовательном проведении двух основных операций: 1) аустенизации, т. е. нагрева до температуры закалки и выдержки; 2) переохлаждения аустенита с последующим
Нормализация
Нормализация отливок из специальных чугунов заключается в нагреве до температур аустенизации, выдержки при этой температуре и спокойном охлаждении на воздухе.
При нормализации легированных
Улучшение
Улучшение отливок из легированных чугунов представляет собой сочетание полной закалки с высоким отпуском.
В практике термической обработки легированных чугунов улучшение ис
Процессы коррозии в чугуне
Причиной повышенной коррозии отливок из чугуна является образование гальванических пар из его структурных составляющих при контакте с агрессивной средой. При этом графит играет роль
Влияние химического состава на коррозионную стойкость
Хром относится к самопассивирующимся металлам. При механическом повреждении пассивной плёнки оксидов хрома она легко самопроизвольно восстанавливается. Пассивность хромистых чугунов
Влияние химического состава на структуру и свойства
В системе сплавов Fe – Si образуются следующие фазы:
- γ-фаза – твёрдый раствор кремния в γ- железе (максимальная растворимость кремния в γ- железе достигает 2,15 %);
Общая характеристика
Обычные низколегированные серый, ковкий, высокопрочный чугуны при нагреве в окислительной среде корродируют, а в результате графитизации увеличивают объем.
Специальные жар
Влияние хрома на жаростойкость чугунов
Легирование чугуна малыми добавками хрома (до 4 % Cr) повышает устойчивость эвтектического цементита при нагреве и уменьшает рост чугуна. Повышение окалиностойкости низкохромистых ч
Влияние кремния на структуру и свойства чугунов
При содержании 5,6 % Si чугун практически имеет однофазную ферритную матрицу и поэтому отличается высокой ростоустойчивостью. Окалиностойкость кремнистого чугуна связана с образован
Отливки из комплексно-легированных жаростойких чугунов
Кроме стандартных марок жаростойких чугунов для изготовления жаростойких отливок часто используют комплексно-легированные белые хромистые чугуны, которые одновременно являются жароп
Процессы абразивного изнашивания
Реальным условиям работы оборудования и инструмента при абразивном изнашивании соответствуют различные схемы внешнего силового нагружения. Все эти схемы можно систематизировать п
Влияние химического состава на свойства чугунов
Кремний в износостойких чугунах можно рассматривать как легирующий элемент, распределяющийся при кристаллизации между аустенитом и эвтектическим расплавом. Кремний повыша
Влияние структуры на износостойкость
Одним из важнейших факторов, определяющих сопротивление металлических сплавов изнашиванию, является их структурное состояние, а также свойства, взаимное расположение, количественно
Влияние карбидной фазы
Тип и морфология. В чугунах, содержащих до 7 % Сr, образуется легированный хромом цементит (Fe,Cr)3C. Хотя по мере увеличения содержания хрома в чугуне до 7 % микротвердость карб
Влияние металлической основы
Высокая износостойкость определяется также металлической основой, в которой закреплены карбиды.
В настоящее время нет единого мнения, какой должна быть металлическая матриц
Влияние термической обработки
Повысить механические свойства и износостойкость чугуна можно путем термической обработки. Высокая абразивная износостойкость белых чугунов обеспечивается только при мартенситной и
Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны
Наибольшей износостойкостью обладают чугуны, соответствующие принципу Шарпи, требующему полной инверсии расположения фаз, т. е. чтобы наиболее твердые структурные составляющие залегали в виде изоли
Общая характеристика
Антифрикционные сплавы, предназначенные для применения в узлах трения со смазкой, должны обеспечивать нормальную работу трущихся деталей как в период приработки, так и при последующей эксплуатации,
Применение
Валки с отбеленным рабочим слоем ЛП и ЛПМ. Эти валки имеют рабочий слой из белого чугуна, переходный слой, состоящий из половинчатого чугуна, и сердцевину из серого чугуна.
Особенности плавки и заливки форм
Плавка чугуна осуществляется при высоких температурах и сопровождается сложными физико-химическими процессами взаимодействия расплава, флюсов, шлаков, печных и атмосферных газов, фу
Литейные свойства специальных чугунов
Жидкотекучесть высокохромистых белых чугунов при оптимальных температурах заливки не уступает жидкотекучести обычного серого чугуна.
Линейная усадка белых чугунов составляет 1,8 - 2,2 %,
Механическая обработка отливок
Механическая обработка отливок из специальных чугунов очень трудоемкая операция. Наиболее трудно обрабатываются отливки из белых износостойких чугунов.
Обрабатываемость бел
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов