33. Приведите схему и дайте общую характеристику элементарным процессам, которые определяют кинетику роста графита.

Кинетику граффитизации можно разделить на 2 процесса:

- скорость зародышообразования;

- скорость линейного роста включений.

Скорость образования зародышей зависит от скорости существующих, чем больше скорость роста существующих зародышей тем меньше вероятность образования новых зародышей. Чем больше зародышей образовалось в инкубационный период тем меньше их образование в процессе роста.

Рост графита определяется (при графитизации в твердом состоянии) рядом элементарных процессов:

- диссоциация карбидов либо их растворения в цементите

- диффузию углерода к зародышу

- кристаллизация С на зародыше

При этом происходит увеличение обьема металла, что связано с влиянием давления кристаллизующегося С (в виде графита) оказывает давление на металлическую матрицу.

Подтверждение этого:

- разрыв наружной корочки при отжиге

- приусадочное расширение

-вытеснение эвтектики в раковину

- увеличение объема отливки при отжиге белого чугуна.

В общем виде схему процесса процесса роста графита можно представить в данном виде:

Диссоциация или растворение → диффузия углерода → кристаллизация свободная или вынужденная. Кристализация свободная обусловлена линейной скоростью роста, а кристалл вынуждено обусловлена добавлением С и сопротивлением среды. Кинетика процесса роста зависит от скорости диссоциации, от скорости диффузии и от скорости кристаллизации.

Скорость объемного роста графитовых включений :

Но из этих трех звеньев которое может быть лимитируемое и которое будет определять процесс.

Диссоциация. Реакция диссоциации цементита является много молекулярной и следовательно скорость этого процесса пропорциональна количеству осающейся фазы (не разложившегося цементита). Таким образом скорость диссоциации уменьшается во времени.

Растворение. Скорость должна оставаться постоянной, но кинетика растворения является функция расположения гр. Если графит расположен в большей зоне аустенита то процесс будет характеризоваться ниспадающей скоростью. Образование деформации происходит обычно по закону ползучести, откуда следует, что скорость этого процесса уменьшается по времени. Скорость растворения постоянная или понижается во времени.

Дифузия в условиях установившихся процесса длится до момента когда первая стадия графитизации будет завершена на 50%. Этому соответсвует момент, когда аустенит в котором растет зародыш еще равномерно окружен цементит.

Размер их включений описывается уравнением:

R=k√t

К- коефициент зависящий от разных параметров

t- время

во всех случаях скорость диффузии процесса уменьшается во времени

Последующие этапы: путь диффузии постепенно увеличивается в следствии уменьшения контакта А и Ц. В следствии этого скорость диффузии еще более снижается. При завершении процесса (90 % граффитизации произошло) Ц полоностью исчезает и диффузия приобретает нестационарный характер. Она протекает только за счет присыщения раствора. В этот период диффузия минимальная. Таким образом видущую роль в процессе граффитизации в тв. Состоянии играет диффузия С (она является лимитирующим звеном) на которую влияет напряжоное состояние в матрице вызванное ее деформацией.