Пояснения к работе

Микроструктура серых чугунов

Микроструктура серых чугунов в нетравленом виде. При рассмотрении в микроскоп

Рисунок -1. Включения пластинчатого графита. Шлифы нетравленые (Х100): а — прямолинейные; б — завихренные; в — розеточные, г — междендритные

нетравленого микрошлифа серого чугуна хорошо видны включения пластинчато­го графита (рис. 1). На величину и расположение включений графита влияют скорость охлаждения, темпе­ратура и время выдержки расплавленного чугуна перед отливкой, химический состав чугуна, введение в чугун некоторых примесей (модификаторов).

Например, скорость охлаждения влияет таким образом, что при прочих равных условиях графит образуется тем крупнее, чем медленнее охлаждение. Чем больше перегрев жидкого чугуна и чем дольше время выдержки при этом, тем мельче получаются графитные включения.

Микроструктура серых чугунов в травленом виде. Металлическая основа в серых чугунах очень сходна с микроструктурой сталей и в зависимости от количества связанного углерода может быть ферритной, феррито - перлитной и перлитной.

Рисунок - 2 Ферритный .серый чугун — феррит + пластинчатый графит:

а — микроструктура (Х500); б—схема микроструктуры

Рисунок - 3. Ферритно-перлитный серый чугун — феррит + перлит + пла­стинчатый графит.

а — микроструктура (Х500); б—схема микроструктуры

Рисунок - 4. Перлитный серый чугун — перлит + пластинчатый графит:

а — микроструктура (Х500); б — схема микроструктуры

Таким образом, возможны следующие типы структур серых чугунов: феррит + +пластинчатый графит — ферритный серый чугун (рис. 2); феррит + перлит + +пластинчатый графит — феррито - перлитный серый чугун (рис. 3; соотношение количества феррита и перлита в структуре чугуна может быть различным в зависимос­ти от химического состава и условий охлаждения); пер­лит + пластинчатый графит — перлитный серый чугун (рис. 4).

Рисунок - 5. Серый чугун с фосфидной эвтектикой — перлит + пластинчатый графит + фосфидная эвтектика:

а — микроструктура (Х500); б — схема микроструктуры

При повышенных концентрациях фосфора в серых чугунах имеется фосфидная эвтектика (рис. 5), располагающаяся полностью или частично по границам зерен.

Микроструктура половинчатых чугунов

В половинчатых чугунах связанного углерода больше, чем требуется для образования перлитной структуры ме­таллической основы, но меньше общего количества угле­рода. Следовательно, часть углерода в половинчатых чу­гунах находится в свободном состоянии, т. е. в виде графита.

Металлическая основа половинчатого чугуна зави­сит от количества связанного углерода. Если количество связанного углерода незначительно превышает эвтектоидную концентрацию, то металлическая основа состоит из перлита и вторичного цементита

(рис. 6), т. е. в из­вестной мере аналогична структуре заэвтектоидной стали. В таком чугуне в процессе первичной кристаллиза­ции цементитная эвтектика (ледебурит) не образуется.

Если в процессе первичной кристаллизации чугуна после выделения некоторого количества графита частич­но образовался ледебурит (цементитнаяэвтектика), то структура металлической основы будет ледебурит + перлит (Рис. 7)

Рисунок – 6. Половинчатый чугун — перлит + цементит (вторичный) + пластинчатый графит:

а — микроструктура (Х500); б — схема микроструктуры

Рисунок - 7. Половинчатый чугун — ледебурит + перлит + пластинча­тый графит:

а — микроструктура (Х500); б — схема микроструктуры

Рисунок - 8. Высокопрочный чу­гун — включения шаровидно­го графита, шлиф нетравлен (Х100)

Рисунок - 9. Ферритный высокопрочный чугун — феррит + шаровид­ный графит:

а — микроструктура (Х500); б— схема микроструктуры

Рисунок - 10. Ферритно-перлитный высокопрочный чугун—феррит + перлит + шаровидный графит:

а — микроструктура (Х100); б—схема микроструктуры

Рисунок - 11. Перлитный высокопрочный чугун — перлит + шаровид­ный графит:

а — микроструктура (Х100); б - схема микроструктуры

Микроструктура высокопрочных чугунов

Микроструктура высокопрочных чугунов в нетравле­ном виде. При рассмотрении в микроскоп нетравленого микрошлифа высокопрочного чугуна хорошо видны включения шаровидного графита (рис. 8).

Микроструктура высокопрочных чугунов в травленом виде. В высокопрочных чугунах могут быть те же типы структур, которые были указаны для серых чугунов, но графит в этих чугунах шаровидный. Таким образом, воз­можны следующие типы микроструктуры высокопрочных чугунов: феррит + шаровидный графит — ферритный вы­сокопрочный чугун (рис. 9); феррит + перлит + шаровидный графит — феррито- перлитный высокопрочный чугун (рис. 10; соотношение между количеством фер­рита и перлита в высокопрочном чугуне может быть различным в зависимости от химического состава и условий охлаждения); перлит + шаровидный графит — пер­литный высокопрочный чугун (рис. 11).

Микроструктура ковких чугунов

Микроструктура ковких чугунов в нетравленом виде. При рассмотрении в микроскоп нетравленого микрошли­фа ковкого чугуна хорошо видны включения хлопьевид­ного графита (углерода отжига) (рис. 12).

Рисунок - 12. Ковкий чугун включения хлопьевидного гра­фита (углерода отжига), шлиф нетравлен (Х100)

Микроструктура ковких чугунов в травленом виде. Металлическая основа ковкого чугуна может быть ферритной, феррито-перлитной и перлитной. В соответствии с этим различают ковкий чугун ферритный (Рис. 13), ферритно-перлитный (Рис. 14) и перлитный (Рис. 15)

Рисунок - 13. Ферритный ковкий чугун — феррит + хлопьевидный графит:

а — микроструктура (Х200); б — схема микроструктуры

Рисунок - 14. Ферритно-перлитный ковкий чугун — феррит + перлит + хлопьевидный графит: а — микроструктура (Х200); б — схема микроструктуры

Рисунок - 15. Перлитный ковкий чугун — перлит и хлопьевидный гра­фит: а — микроструктура (Х500); б — схема микроструктуры

Таблица 1