Ледебурит имеет сотовое строение: пластинки цементита (светлые на шлифе) пронизанные аустенитом (темный) – «аустенитный» ледебурит.
При дальнейшем охлаждении сплава, после застывания всей жидкости, в интервале температур 1147-7270 из кристаллов аустенита выделяется избыточный цементит (вторичный), вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените (кривая ES). Структура сплава при этом будет состоять из А+Л+Ц2 . При достижении температуры 7270 (линия PSK) в сплаве происходит эвтектоидное превращение (в твердой фазе), при котором аустенит концентрации 0,8%С (по всей линии PSK), при наличии переохлаждения, распадается на мелкозернистую механическую смесь (Ф+Ц), формирующуюся в самостоятельные зерна эвтектоида – перлита (П). Таким образом, в доэвтектических чугунах на линии PSK формируется структура с “перлитным” ледебуритом, в котором аустенитная составляющая заменена перлитом.
Л + Ц 2 +А → П
Окончательно при 7270 аустенит (как в самостоятельных зернах, так и как фаза в ледебурите) полностью превратится в перлит, а ледебурит будет состоять уже не из аустенита и цементита, как при температуре выше 7270, а из перлита и цементита. Таким образом, структура доэвтектического чугуна при комнатной температуре состоит из ледебурита (П+Ц), цементита вторичного и перлита (Ф+Ц) (Рисунок 2 и 3).
Темные большие участки шлифа – перлит. Участки с точечными темными шаровидными вкраплениями – эвтектика (ледебурит). Вторичный цементит между зернами перлита находится в виде cветлых включений и игл, а по границам зерен перлита и ледебурита сливается с цементитом ледебурита.
Границами изменений в микроструктуре на диаграмме являются не только сплошные линии, но и пунктирные. По аналогии с рассмотренным сплавом легко установить, что количество ледебурита в белых чугунах будет увеличиваться, а самостоятельных зерен перлита и цементита вторичного уменьшаться вплоть до 4,3%С. При 4,3%С – структура 100% ледебурита (эвтектический чугун). У заэвтектических чугунов на фоне ледебурита появляются грубые остроугольные кристаллы первичного цементита. Схематически структура рассмотренных видов чугунов представлена на рисунке 2.
Белые чугуны выплавляют в доменных печах. Большая часть (около 80%) – передельные чугуны, которые используются для передела их в сталь. Остальное – модифицированные кремнием литейные с повышенным содержанием кремния, как графитизатора.
а) б) в)
Л Ц Л Ц2 Ц П
Ц1 Л
Рисунок 2.
Схема микроструктуры белых чугунов:
а
)
– эвтектического; б) – заэвтектического;
в) – доэвтектического.
а) б) в)
Рисунок 3
Микроструктура белых чугунов (фото ): а) – эвтектического,х450;
б) – заэвтектического, х100; в)доэвтектического, х450.