Материаловедение. Конспект лекций. Барышев Г.А. - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

53
Л е к ц и я 7
ЧУГУНЫ
1. РАЗНОВИДНОСТИ ЧУГУНОВ
Чугуны отличаются от сталей более высоким содержанием угле-
рода, по технологическим свойствам – лучшими литейными свойства-
ми, малой способностью к пластическим деформациям, экономически
чугун дешевле стали.
Белый чугун – в нём весь углерод находится в связанном состоя-
нии в виде Fe
3
C (белый доэвтектический, белый эвтектический, белый
заэвтектический). Белым чугун называют по виду излома – кристалли-
ческий, блестящий.
Серый чугун, в котором значительная часть углерода находится в
свободном состоянии в виде графита (пластинчатый). Пластинчатая
форма (готовые трещины) ухудшает механические свойства при рас-
тяжении. Разработаны методы плавки, при которой изменяется форма
графитовых включений (в виде червячков) – вермикулярный графит.
Механические свойства вермикулярного графита выше, чем у серого
чугуна.
Высокопрочный чугун, в котором весь углерод находится в виде
сферических (глобулярных) частиц. Шаровидный графит. Механиче-
ские свойства высокие. Ковкий чугун получают отжигом отливок из
белого чугуна. В нём графит находится в виде хлопьев (углерод отжига).
2. ПРОЦЕСС ГРАФИТИЗАЦИИ
В некоторых чугунных сплавах часть углерода или весь углерод
может существовать в свободном состоянии в виде графита (рис. 1).
Структура графита слоистая: расстояние между атомами углерода
в плоскости 1,42 Å, между плоскостями – 3,4 Å. Действуют связи ко-
валентные и Ван-Дер-Ваальса. По этой причине только один электрон
из четырёх валентных поступает в электронный газ, поэтому графит
обладает таким свойством, как электропроводность.
Следует отметить, что смеси А + Г, А + Ц имеют различный ход
свободных энергий: F
А + Ц
> F
А + Г
. Они пересекают F
L
в двух точках:
F
А + Ц
– в точке 1147 °С, F
А + Г
– в точке 1153 °С (рис. 2).
Смесь А + Г термодинамически более устойчива, чем А + Ц. По-
этому, если через эвтектику провести соответствующую линию, то она
будет на 6 °С располагаться выше линии СDF (А + Ц) (рис. 3).
Это же относится и к эвтектоидной точке S, где А → Ф + Ц (727 °С),
т.е. S', где А → Ф + Г (738 °С). Поэтому диаграмма, приведённая на
рис. 3, показывает два равновесия: в системе А + F (Ф + Г) – стабиль-
ная диаграмма; в системе А + Ц (Ф + Ц) – метастабильная диаграмма.

Страницы