24. Приведите общую характеристику кристаллизации аустенито-графитной эвтектики

Во всех чугунах – сером, высокопрочном, ковком – вначале вне зависимости от переохлаждения практически без инкубационного периода33 начинает выделяться графит, который откладывается на уже имеющихся включениях. Таким образом, графит в этом случае всегда является ведущей фазой превращения. Затем начинает выделяться феррит и откладываться вокруг графита по границам или внутри зерен аустенита. Следовательно, идет превращение:

А → Г + Ф. (1)

В сером чугуне этот процесс может завершиться полностью в стабильном эвтектоидном интервале при достаточной выдержке с получением чисто ферритной матрицы и структуры (Ф + Г).

В высокопрочном чугуне накладываются интервалы стабильного и метастабильного равновесия, поэтому процесс образования феррита никогда не протекает до конца. В этом чугуне превращение идет по схеме:

А → П или, что то же, А → Ф + Ц. (2)

В сером и ковком чугунах все большее значение приобретает реакция (2), которая имеет место при больших переохлаждениях в области ниже стабильного эвтектоидного превращения и идет наряду с реакцией (1)

Процессы, протекающие после распада аустенита в критической области, носят такой же характер, как и процессы в надкритической области. Это – выделение избыточных фаз (Г или Ц) из феррита, распад цементита, а также процессы уменьшения поверхностной энергии системы – коалесценция, сфероидизация и коагуляция.

25. Приведите классификацию процессам перекристаллизации. Назовите основные процессы перекристаллизации.

Процессы перекристаллизации делят на процессы которые протекают:

- в аустенитной области

- в области превращений и в ферритной области.

Основными процессами перекристаллизации являются выделение вторичных избыточных фаз.

2) распад цементита, коалесценция, сфероидизация, коагуляція, выделение вторичных фаз происходит аналогично первичным фазам с той лиш разницей, что инициирует и облегчает процесс перекристаллизации. Вторичные откладываются на первичных и эвтектических фазах.

26. Что такое процессы коалесценции, сфероидизации и коагуляции при кристаллизации.

Коалесценция, сфероидизация, коагуляція, выделение вторичных фаз происходит аналогично первичным фазам с той лиш разницей, что инициирует и облегчает процесс перекристаллизации. Вторичные откладываются на первичных и эвтектических фазах.

Процессы сфероидизации и коагуляции являются к естественным стремлением кристалла уменьшить поверхностную энергию. В результате коалесценции мелкие кристаллы растворяются, крупные растут и этот процесс осуществляется с помощью диффузии. Твердый раствор является не насыщенным по отношению к мелким кристаллам и пересыщенным по отношению к крупным кристаллам. Процесс протекает тем быстрее, чем больше температура чугуна. Совместное существование коалесценции и сфоидизации называется коагуляцией.

Механизм сфероидизации

На поверхности включений наблюдается шероховатость.Графитовые включения имеет безструктурную структуру, а ближе к переферии – слиистую структуру (может быть дендритная, слоисто-концентрическая, зигзагообразная).

Теории:

1.Поверхносное натяжение адсорбционной плёнки

Влияние сфероидизирующих элементов состоит в изменении поверхностной энергии на границе графит-жидкость или графит-аустенит.Сфероидизирующий элемент как ПАЭ адсорбируется на быстрорастущих кромках графитных пластинок.

Образование графита той или Инной формы будет зависеть от скорости роста границ кристалла графита и от скорости притока атома С к растущему кристаллу.

Если отношение скорости дифф. К скорости кр. графита >1, то процес лимитируется скоростью кристализации и происходит свободный рост всех граней кристала графита.

Графит вытягивается быстрее, чем утолщается, потом разветвляется.

Если отношение скорости дифф. К скорости кр. графита <1, то скорость кристаллизации лимитируется притоком атомов углерода. Приток со всех сторон одинаковый и мы имеем возможность регулировать форму графитовых включений.

ПАЭ адсорбируется на растущем кристалле графита, уравнивает скорости роста графита во всех направлениях.

При вводе сфероидизирующих элементов меняется поверхностное натяжение на границе графит – жидкий металл.

2.Теория кристаллизационных зародышей(Данкова)

Параметры кристаллизационных зародышей и растущего кристалла

Фазы должны быть быть близки(отличие нен более 15%)

3.Если в результате введенияе модиф. Образуется зародыши с гексагональной решеткой.

4.Пузырьковая теория Горшкова

В результате того, что Мg имеет низкую температуру кипения при вводе при вводе в жидкий чугун моментально испаряется, образуя пузырьки, наполненные Мg, которые долгое время находятся в жидком металле.

4.1.Теория железо-магниевых комплексов

Образуется пузырек в виде капли Мg, потом Мg переходит в пар. На поверхности пузырька температура не более 1107 С. На поверхности пузырька образуется слой затвердевшего чугуна.