3. Эвтектическое превращение в белых, половинчатых и серых чугунах.
3.1 В чём отличия микроструктуры доэвтектического и заэвтектического половинчатого чугуна?
При кристаллизации доэвтектического половинчатого чугуна сначала выделяются кристаллы первичного аустенита, потом происходит эвтектический распад по стабильной диаграмме – выделение графита и эвтектического аустенита, потом эвтектическая реакция по метастабильной диаграмме – ледебурит. При дальнейшем охлаждении происходит выделение вторичного цементита из аустенита, превращение остаточного аустенита в перлит и превращение ледебурита. В итоге структурные составляющие – П+Лпр+ЦII+Г.
При кристаллизации заэвтектического сплава происходит выделение первичного графита, после эвтектическая реакция сначала по стабильной потом по метастабильной диаграмме, выделяется эвтектический графит и ледебурит. При дальнейшем медленном охлаждении вероятность выделения графита больше чем выделения цементита так как существует затравка первичного графита и нет аустенита из которого бы выделялся вторичный цементит. При 738С происходит выделение графита и феррита, а при 723 превращение ледебурита. В итоге структурные составляющие – Г+Лпр.
3.2 Каковы отличия эвтектического превращения в белых и серых чугунах?
Эвтектическое превращение в серых чугунах происходит по стабильной диаграмме, при эвтектическом превращении жидкая фаза полностью переходит в смесь аустенита и графита, эвтектики, как самостоятельной структурной составляющей не образуется.
Эвтектическое превращение в белых чугунах происходит по метастабильной диаграмме, при нем жидкая фаза образует эвтектику – ледебурит - смесь эвтектического цементита и эвтектического аустенита. Кристалл цементита в виде толстой пластины пронизан ветвями дендритов аустенита.
3.3 Почему в серых чугунах в результате эвтектического превращения не образуется эвтектика?
Эвтектики как структурной составляющей не образуется так как скорости образования и роста аустенита и графита сильно отличаются.
4. Влияние скорости охлаждения на микроструктуру чугунов.
4.1 Перечислите названия чугунов в порядке повышения скорости охлаждения.
- серый чугун на ферритной основе (графит образуется на всем протяжении охлаждения)
- серый чугун на ферритно-перлитной основе (при 738 эвтектоидная реакция успеет пройти только в той части аустенита, которая примыкает к графиту)
- серый чугун на перлитной основе (графит образуется только до 738С)
- серый чугун на перлитно-цементитной основе (Г образуется только при Т>1000С)
- половинчатый чугун (часть Ж успевает превратиться по стабильной, остальное по метастабильной)
- белый чугун (все превращения по метастабильной диаграмме)
4.2 Нарисуйте структурную диаграмму для чугунов в координатах % С – толщина отливки.
5. Влияние содержания углерода и кремния на микроструктуру чугунов.
5.1 Нарисуйте структурную диаграмму для чугунов в координатах % С – % Si при постоянной толщине отливки.
5.2 Какое влияние кремний оказывает на фазовые превращения в чугунах?
Кремний оказывает графитизирующее (Fe3C -> Fe+3C) воздействие, так как образует очень нестойкие карбиды. Повышение содержания кремния способствует протеканию превращений аустенита по стабильной диаграмме. Повышение %Si аналогично понижению скорости охлаждения.