35. Білі чавуни, структура та властивості.

Білий чавун (крихкий, містить ледебурит і не містить графіт)

Білий чавун - вид чавуну, в якому вуглець у зв'язаному стані у вигляді цементиту, в зламі має білий колір і металевий блиск. У структурі такого чавуну відсутні видимі включення графіту і лише незначна його частина (0,03-0,30%) виявляється тонкими методами хімічного аналізу або візуально при великих збільшеннях. Основна металева маса білого чавуну складається з цементітной евтектики, вторинного і евтектоїдних цементиту, а легованого білого чавуну - із складних карбідів і легованого фериту.

Властивості. Відлиття білого чавуну володіють зносостійкістю, відносної жаростійкістю і корозійною стійкістю. Наявність в частині їх перетину структури, відмінної від структури білого чавуну, знижує ці властивості. Міцність білого чавуну знижується зі збільшенням вмісту в ньому вуглецю, а отже, і карбідів. Твердість білого чавуну зростає зі зростанням частки карбідів в його структурі, а отже, і зі збільшенням вмісту вуглецю. Найвищу твердість має білий чавун з мартенситной структурою основної металевої маси. Коагуляція карбідів різко знижує твердість чавуну. При розчиненні в карбіді заліза домішок та освіті складних карбідів твердість їх і білого чавуну підвищується. За інтенсивністю впливу на твердість білого чавуну основні і легуючі елементи розташовуються в такій послідовності, починаючи з вуглецю, що визначає кількість карбідів і інтенсивніше інших елементів збільшує твердість чавуну.

C - Ni - P - Mn - Cr - Mo - V - Si - Al - Cu - Ti - S.

Дія нікелю та марганцю, а почасти хрому і молібдену, обумовлюється їх впливом на освіту мартенситно - карбідної структури і утримання їх у кількостях, що відповідають змісту в чавуні вуглецю, забезпечує максимальну твердість білого чавуну. Особливо високий твердістю НВ 400-500 володіє чавун зі змістом 0,7-1,8% бору. Білий чавун є дуже цінним матеріалом для деталей, що працюють в умовах зносу при дуже високих питомих тисках і переважно без мастила. Пряма залежність між зносостійкістю і твердістю відсутня; твердість не визначає зносостійкість, але повинна враховуватися в сукупності зі структурою чавуну. Кращою зносостійкістю має білий чавун з тонким будовою основної металевої маси, в якій у вигляді окремих дрібних і рівномірно розподілених включень або у вигляді тонкої сітки розташовані карбіди, фосфіди і пр. Структура основної металевої маси визначає і спеціальні властивості легованого чавуну - його корозійну стійкість, жароміцність, електроопір. Залежно від складу і концентрації легуючих елементів, основна маса металева легованого білого чавуну може бути Карбідо-аустенітної, карбід-перлітною і, крім цього, містити легований ферит. Основним легуючим елементом при цьому є хром, що зв'язує вуглець в карбіди хрому і складні карбіди хрому та заліза. Тверді розчини цих карбідів володіють високим електродним потенціалом, близьким до потенціалу другий структурний складової основної металевої маси чавуну - хромистого фериту, а виникають захисні окисні плівки визначають підвищену корозійну стійкість високохромистого білого чавуну. У присутності хрому як додаткового компонента істотно підвищується температурна стійкість карбідів у зв'язку зі значним уповільненням дифузійних процесів при комплексному легуванні. Ці характерні особливості легованого білого чавуну визначили сфери його використання в залежності від структури як нержавіючого та магнітного чавуну та чавуну з високим електроопору.