24 25
Лабораторная работа № 3
МИКРОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ
СТРОЕНИЯ ЧУГУНОВ
Цель лабораторной работы – ознакомиться с микроструктурой
и свойствами чугунов.
При выполнении лабораторной работы необходимо:
1) изучить теоретические вопросы получения белых, серых, ков-
ких и высокопрочных чугунов;
2) по диаграмме железо–цементит изучить строение белых чугу-
нов, а по диаграмме железо–графит – строение серых чугунов, обратив
особое внимание
на структуру металлической основы;
3) с помощью металлографического микроскопа изучить структу-
ру различных чугунов, используя коллекцию микрошлифов.
Оснащение участка лабораторной работы:
оборудование – металлографические микроскопы МИМ-6, МИМ-7,
ММУ-3, МЕТАМ РВ-22;
материалы – коллекция микрошлифов белых, серых, ковких
и высокопрочных чугунов;
плакаты – диаграмма состояния железо–цементит и железо–гра-
фит;
фотоальбом – микроструктура белых, серых, ковких и высоко-
прочных чугунов.
Микроструктурный анализ строения чугунов
Чугунами называются железоуглеродистые сплавы с содержанием
углерода более 2,14 %. Структура чугуна и его основные свойства зави-
сят как от химического состава, так и от технологического процесса про-
изводства и режима термической обработки. Угле род в чугуне может
находиться в виде карбида
железа Fe
3
С или графита, или одновременно
в виде Fe
3
С (цементита) и графита. Графит в чугуне может образоваться
в результате распада цементита. Этот процесс называется графитизацией.
В зависимости от состояния углерода различают следующие
чугуны:
1. Белые чугуны, в которых углерод находится в связанном состоя-
нии в виде карбида железа Fe
3
С (цементита). Свое название они получи-
ли по виду чугуна, который имеет светлый (белый) цвет. Структура бе-
лых чугунов точно соответствует метастабильной диаграмме Fe–Fe
3
C.
По структуре белые чугуны делятся на три типа:
а) доэвтектические – состоят из перлита, вторичного цементита и
ледебурита;
б) эвтектические – состоят из ледебурита;
в) заэвтектические – состоят из первичного цементита и ледебу-
рита.
Белый чугун из-за присутствия в нем большого количества цемен-
тита обладает высокой твердостью, хрупкостью и практически не подда-
ется
обработке резанием. Высокая твердость обусловливает хорошую
сопротивляемость износу, особенно абразивному, и поэтому белый чу-
гун применяется для звёздочек при очистке литья, шаров для мельниц и
т. д. Белый чугун используется при переделе в сталь и при отливке дета-
лей с последующим отжигом на ковкий чугун.
2. Серые чугуны, в которых углерод
в значительной степени или
полностью находится в свободном состоянии в форме пластинчатого гра-
фита и поэтому в изломе имеет тёмно-серый цвет.
Образование стабильной фазы графита в чугуне может происхо-
дить в результате непосредственного выделения его из жидкого раство-
ра или вследствие распада предварительно образовавшегося цементита.
Процесс образования в чугуне графита
называется графитизацией.
В стабильной системе Fe–С (штриховые линии на рис. 1.2 в лабо-
раторной работе № 1) при температурах, соответствующих линии
D ,
кристаллизуется первичный графит. По линии E
C F образуется графит-
ная эвтектика (аустенит + графит). По линии Е
S выделяется вторичный
графит, а по линии P
K образуется эвтектоид, состоящий из феррита
и графита. Основная масса графита в серых чугунах формируется в пе-
риод кристаллизации из жидкой фазы. В отличие от белых чугунов, ко-
торые получают при ускоренном охлаждении сплава, серые чугуны по-
лучают при медленном охлаждении.
Кремний способствует процессу графитизации. Марганец, напро-
тив, замедляет процесс графитизации, способствуя
отбелу чугуна. Изме-
няя, с одной стороны, содержание в чугуне углерода и кремния, а с дру-
гой – скорость охлаждения, можно получить различную структуру ме-
таллической основы чугуна.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- …
- следующая ›
- последняя »
