Разновидности нарушений плотности серого чугуна
Целесообразно различать следующие виды пористости чугуна:
а) микропористость - обуславливается пространством графитовых включений, а также межкристаллическим пространством;
б) макропористость - является следствием образования рассредоточенной пористости типа усадочной, газовой и пр.
в) грубая пористость - имеет место при образовании в отливках грубых пороков, таких как усадочные, песчаные, шлаковые раковины, трещины, неслитины и т.
Микропористость
При анализе микропористости полагаем:
- что плотность графитных включений не зависит от формы, характера и залегания, и во всех случаях равна 2.25 г/см3;
- межкристаллическое пространство по сравнению с объемом графитовых включений очень мало и поэтому в дальнейшем оно учитываться не будет;
- плотность основной металлической массы для всех исследуемых образцов чугуна является постоянной величиной, равной 7.8 г/см3 .
На основании принятых выше условий можно предполагать, что микропористость чугуна в основном образуется за счет пространства, занимаемого графитными включениями [24]. Пространство графитных включений определяется количеством свободного углерода - Сгр:
Сгр = Собщ - Ссвяз,
(6-1)
Общее содержание углерода Собщи связанный углерод определяются химическим анализом. Кроме того, количество связанного углерода определяется структурой металлической основы, при этом
Ссвяз = 0.8×Кп,
(6-)
где Кп- количество перлита в металлической основе чугуна.
При определении микропористости целесообразно пользоваться относительными величинами количества и объема графита, а также основной металлической массы чугуна [24].
Если обозначить:
gгр- удельный вес графита;
gм- удельный вес металлической основы чугуна;
gгр- относительный вес графита в чугуне;
gм- относительный вес;
Кгр- относительный объем графита в чугуне;
Км- относительный объем металлической части чугуна,
тогда относительный объем графита и металлической части
чугуна определяются по формулам ( 6 -),( 6 -).
(6-)
(6-)
где Vгри Vм- абсолютные объемы графита и металла.
Формулы ( 6 -),( 6 -)позволяют определить относительный объем графита и металлической основы чугуна в зависимости от его химического состава.
(6-)
аналогично:
(6-)
Зная относительный объем графитных включений, можно определить расчетную плотность чугуна, при условии отсутствия в нем микропористости.
gт = Кгр×gгр+Км×gм.
(6-)
Величина gтназывается теоретическим удельным весом чугуна.
Формулой ( 6 -) для определения теоретического удельного веса чугуна не всегда удобно пользоваться, т.к. для этого необходимо знать относительные объемы графита и металлической основы чугуна.
Подставляя в формулу ( 6 -) значения Кгр и Км из формул ( 6 -) и ( 6 -) после преобразования получим:
(6-)
т.к. gгр+gм= 1, тогда:
(6-)
В качестве критерия для оценки микропористости следует принять количество свободного углерода в чугуне, а также характер его расположения, имея ввиду степень разобщения металлической основы чугуна.
Как известно, графит в чугуне может иметь пластинчатую, хлопьевидную или глобулярную форму, кроме того, графитные включения отличаются между собой размерами и характером залегания.