38. Какая связь между графитизирующим влиянием элементов и их электронным строением.

Химические элементы оказывают различное влияние на матрицу (металлическую основу) и графитные включения в чугуне. По силе воздействия на графитизацию наиболее важные элементы можно расположить в следующий примерный ряд:

AI, С, Si. Ti, Ni. Си, P. Co, Zr, Nb, W, Mn, Mo, Cr, V, S. Mg, Се, Те, В

Элементы слева способствуют графитизации, справа - препятствуют, Nb - являются нейтральным.

По мнению Гиршовича наиболее закономерной есть связь между графитизацией и строением внешних электронных оболочек. По его мнению постепенное заполнение s и p электронных уровней ведет к понижению графитизирующего влияния, а заполнение d и f – уровней к повышению граффитизирующего воздействия. Тоесть по мере заполнения 3d уровня этот элемент оказывает больше графитизирующее влияние чем другие.

Согласно этой гипотезе, переходные элементы, имеющие на 3d - уровне меньше электронов, чем железо (Sc, Ti, V, Cr, Mn), должны препятствовать графитизации. а имеющие большее число электронов (Со, Ni, Си) должны способствовать графитизации. Такая зависимость подтверждается практикой. Однако в отношении Ti (и вероятно, Sc) наблюдается отступление от общей закономерности (Ti способствует графитизации), но это объясняется тем, что очень большое сродство элемента (как и Zr, отчасти Nb) к углероду и некоторым другим неметаллам приводит к образованию практически нерастворимых соединений, служащих зародышами для графита. Противоположная картина наблюдается в отношении других рядов элементов (Al, Si, P, S), в которых по мере достройки 3d- уровня графитизирующая способность падает, а не увеличивается. Возможно, что эти уровни присоединяют для своего заполнения электроны железа, что усиливает связь с ним, а значит ослабляет связи с углеродом. Поэтому можно принять, что графитизирующее влияние примесей в значительной мере определяется соотношением связей, которые устанавливаются между Fe, C и др. элементами.

39. Как влияет углерод и кремний на процессы графитизации.

Графитизация является частным случаем кристаллизации чугуна.

В общем виде графитизацию можна рассматривать как состоящую из ряда звеньев:

1) диссоциация цементита;

2) растворение углерода;

3) диффузия углерода в следствии градиента концентрации;

4) кристаллизация углерода в виде графита на имеющихся зародышах;

С и Si относятся к обычным элементам, которые есть основными составляющими простого и легированного чугуна. Эти элементы способствуют графитизации в эвтектическом и эвтектоидном температурном интервале. Кремний не оказывает влияния на размер и характер распределения углерода и на величину эвтектического зерна. Углерод,наоборот, повышает эвтектическое зерно, в той степени, чем выше его концентрация.

40. Влияние марганца и серы на процессы графитизации в чугуне.

Графитизация является частным случаем кристаллизации чугуна.

В общем виде графитизацию можна рассматривать как состоящую из ряда звеньев:

1) диссоциация цементита;

2) растворение углерода;

3) диффузия углерода в следствии градиента концентрации;

4) кристаллизация углерода в виде графита на имеющихся зародышах;

Марганец и сера относятся к обычным элементам, которые есть состовляющими простого и легированного чугуна

Марганец и сера препятствуют графитизации, причем при эвтектоидном превращении это проявляется в большей степени, чем при эвтектическом. Это перлитообразующие элементы. Ликвация серы приводит к отбелуж. Оба элемента измельчают графит, способствуют междендритному расположению графита; на эвтектическое зерно действуют по разному: сера-размельчает зерно, марганец – не действует.