Пирометаллургические расплавы в железоуглеродистых расплавах применительно к газовой плавке металла. Черный А.А. - 12 стр.

  2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА РАСТВОРЕНИЯ
           УГЛЕРОДА В ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ РАСПЛАВАХ

       2.1. С о с т о я н и е у г л е р о д а в ж е л е з о у г л е р о д и с т ы х
            сплавах
       Известно, что кристаллизация железа в чугуне приводит к модификации Feγ,
которая имеет гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК) с параметрами 3,63Ǻ.
       Ниже 910ºС (К) становится устойчивой модификация Feα с объемно-
центрированной кубической решеткой (ОЦК), которая ниже точки Кюри (768ºС) ста-
новится ферромагнитной. Параметр решетки Feα (при 20ºС) равен 2,86Ǻ, а атомный
диаметр 2,48Ǻ.
       Также известно, что графит в чугуне (обычно α-графит) имеет слоистую гек-
сагональную решетку с прочной связью между атомами внутри базисных слоев (рас-
стояние между атомами 1,42Ǻ).
       Между слоями связь достаточно слабая (расстояние между слоями 3,4Ǻ). Угле-
род (графит) растворяется как в ОЦК, так и в ГЦК-модификациях железа, образуя
твердые растворы внедрения. Кроме этого, углерод с железом в чугуне образуют не-
сколько различных карбидов (наиболее устойчивы из них Fe3С и Fe7С3).
       Жидкий чугун представляет собой неравновесную систему, имеющую микро-
гетерогенную структуру, в которой, как и во всех металлических жидкостях, нарушен
дальний и сохранен ближний порядок расположения атомов.
       Существуют две точки зрения на строение жидкого чугуна: по первой он рас-
сматривается как двухфазная система, в которой дисперсионной средой являемся рас-
твор 1-2%С в жидком железе, а дисперсной фазой - остальная часть углерода в виде
микрочастиц графита, что позволяет отнести жидкий чугун к коллоидным растворам;
по второй эти перегретые над ликвидусом расплавы относятся к истинным растворам.
Две эти теории можно частично примирить, рассматривая жидкий чугун как одно-
фазную систему (без учета неметаллических включений), имеющую широкий набор
состояний растворенного углерода - от отдельных ионов до достаточно крупных мак-
ромолекул, состоящих из углеродно-железистых полимерных комплексов, не имею-
щих явно выраженной границы раздела с окружающей более гомогенной частью рас-
плава. Эти комплексы являются своеобразными кластерами, то есть микрогруппиров-
ками атомов компонентов расплава, имеющими химический состав, отличный от
среднего химического состава жидкого чугуна.

                                            12