Процес графітизації.

 

Графить – це поліморфна модифікація вуглецю. Тому що графить містить 100% вуглецю, а цементит – 6,67 %, те рідка фаза й аустеніт по сполуці більше близькі до цементиту, чим до графіту. Отже, утворення цементиту з рідкої фази й аустеніту повинне протікати легше, ніж графіту.

З іншого боку, при нагріванні цементит розкладається на залізо й вуглець. Отже, графить є більше стабільною фазою, чим цементит.

Можливі два шляхи утворення графіту в чавуні.

1. При сприятливих умовах (наявність у рідкій фазі готових центрів кристалізації графіту й дуже повільне охолодження) відбувається безпосереднє утворення графіту з рідкої фази.

1. При розкладанні раніше, що утворився цементиту. При температурах вище 738^oС цементит розкладається на суміш аустеніту й графіту за схемою.

При температурах нижче 738^oС розкладання цементиту здійснюється за схемою.

При малих швидкостях охолодження ступінь розкладання цементиту більше.

Г рафітизацію з рідкої фази, а також від розпаду цементиту первинного й цементиту, що входить до складу евтектики, називають первинною стадією графітизації.

Виділення вторинного графіту з аустеніту називають проміжною стадією графітизації.

Утворення евтектоїдного графіту, а також графіту, що утворився в результаті цементиту, що входить до складу перліту, називають вторинною стадією графітизації.

Структура чавунів залежить від ступеня графітизації, тобто від того, скільки вуглецю перебуває у зв'язаному стані.

Витримка при температурі більше 738^oС приводить до графітизації надлишкового цементиту, що не розчинився. Якщо процес завершити повністю, то при високій температурі структура буде складатися з аустеніту й графіту, а після охолодження - з перліту й графіту.

При незавершеності процесу первинної графітизації, вище температури 738^oС структура складається з аустеніту, графіту й цементиту, а нижче цієї температури – з перліту, графіту й цементиту.

При переході через критичну крапку перетворення аустеніту в перліт, і витримці при температурі нижче критичної приведе до розпаду цементиту, що входить до складу перліту (вторинна графітизація). Якщо процес завершений повністю то структура складається з фериту й графіту, при незавершеності процесу - з перліту, фериту й графіту.

Будова, властивості, класифікація й маркування сірих чавунів

 

З розгляду структур чавунів можна укласти, що їхня металева основа схожа на структуру евтектоїдної або доевтектоїдної сталі або технічного заліза. Відрізняються від сталі тільки наявністю графітових включень, що визначають спеціальні властивості чавунів.

Залежно від форми графіту й умов його утворення розрізняють наступні групи чавунів: сірий – із пластинчастим графітом; високоміцний – з кулястим графітом; ковкий – із пластівчастим графітом.

Схеми мікроструктур чавуну залежно від металевої основи й форми графітових включень представлені на мал.

Найбільш широке поширення одержали чавуни зі змістом вуглецю 2,4…3,8%Чим вище зміст вуглецю, тим більше утвориться графіту й тем нижче його механічні властивості, отже, кількість вуглецю не повинне перевищувати 3,8 %. У той же час для забезпечення високих ливарних властивостей (гарної рідкоплинності) вуглецю повинне бути не менш 2,4 %.