27. Как протекает превращение аустенита в евтектоидной области.
Процессы превращения аустенита в евтектоидной области формируют матрицу чугуна, в зависимости от того , насколько полно протекает происходит превращение аустенита и протекает ли оно по стабильной или метастабильной системе, матрица чугуна может получиться аустенитной, мартенситной, игольчато-троститной (бейнитной), перлитной, ферритной или с различными соотношениями этих фаз.
Во всех чугунах – сером, высокопрочном и ковком – в начале вне зависимости от переохлаждения практически без инкубационного периода начинает выделяться графит, который откладывается на уже имеющихся включениях. Таким образом, графит в этом случае всегда является ведущей фазой превращения. Затем начинает выделяться феррит вокруг графита, по границам или внутри аустенита, тоесть идет превращение А→Г+Ф.
В сером и ковком чугуне этот процесс может полностью завершиться в стабильном эвтектоидном интервале при достаточной выдержке, в результате чего получается чисто ферритная матрица и структура Ф+Г. В высокопрочном же чугуне частично накладываются интервалы стабильного и метастабильного равновесия и процесс образования феррита никогда не протекает до конца. В некоторой степени в этом интервале происходит также процесс образования перлита А→П+Г(Ф+Ц+Г). поэтому чисто ферритная матрица может в этом случае получиться только в результате распада эвтектоидного цементита. При больших переохлаждениях в области ниже стабильного эвтектоидного превращения все большее значение приобретает реакция А→Ф+Ц и количество перлита в структуре увеличивается.
После завершения процесса превращения аустенита структура получается перлитной с некоторым количеством феррита (П+Ф+Г или Ф+Г+Ц), и только после длительной выдержки происходит распад эвтектоидного цементита с образованием стабильной структуры Ф+Г.
28. Назовите продукты распада аустенита при различных скоростях охлаждения ниже эвтектоидной области.
Распад аустенита во всем температурном интервале ниже стабильной критической области зависит от скорости охлаждения. В зависимости от скорости охлаждения получают различные структуры.
При медленном охлаждении распад происходит в верхней ступени с образованием перлитной структуры различной дисперсности.
При быстром охлаждении распад происходит в нижней ступени при температуре около 200 °С и ниже с образованием мартенсита. При средних скоростях охлаждения распад происходит с образованием бейнита (игольчатого тростита). В зависимости от того, происходит ли распад в верхней или нижней зоне, или в промежуточной области, различают структуры верхнего(перистого) и нижнего (игольчатого) бейнита.
29. Как можно оценить степень графитизации чугуна
Структура чугуна в значительной мере определяется степенью графитизации. Поэтому весьма важно уметь правильно ее оценивать. Оценку степени графитизации (СГ) целесообразно производить по степени завершения первой и второй стадий графитизации, что наилучшим образом характеризует структуру чугуна. С этой целью предложены следующие формулы соответственно для первой и второй степени графитизации:
где Спер — содержание углерода в перлите.
Для чисто перлитного чугуна обе формулы дают одно и то же значение степени графитизации СГ=1,0. При наличии в структуре свободного цементита, когда первая стадия завершена не полностью, СГ < 1,0, при налички же феррита СГ > 1,0 и в частном случае, когда чугун имеет чисто ферритную структуру (Ссв = 0) и обе стадии графтизацы завершены, СГ=2,0. Такая оценка степени графитизации полностью характеризует структуру чугуна. Так, например, СГ=0,5 показывает, что первая стадия завершена только наполовину, а СГ=1,3 — что полностью завершена первая стадия и на 30% — вторая.
Все вышеприведенные расчеты структуры и критических точек, основанные на данных диаграмм состояния и не учитывающие влияния скорости охлаждения, применимы только для состояний более или менее близких к условиям равновесия. Практически этому соответствуют обычные отливки, заливаемые в песчаные формы. В случае же состоянии далеких от равновесных (тонкостенные отливки, а также отливки заливаемые в металлические формы или подвергаемые закалке) необходимо принимать во внимание скорость охлаждения. Как правило, выделение фаз при этом задерживается и поэтому получается однородное строение (эвтектического или эвтектоидного типа) в сравнительно большом диапазоне составов как меньших, так и больших критических по диаграмме состояния.