Графитизиращо отгряване - Отгряване на чугуни - Отгряване от втори вид - Теория за термична обработка на метали
Бели, сиви и високоякостни (модифицирани) чугуни се подлагат на графитизиращо отгряване.
Отгряване на бял чугун до ковък
Белият чугун е твърд и много чуплив поради голямото количество евтектичен циментит в неговата структура. Съвременният метод за производство на ковък чугун чрез графитизиране на бяло отгряване е изобретен в началото на 19 век.
Ковък чугун Е широко използван машиностроителен материал, който съчетава простотата и ниските разходи за производство на формовани части с високи механични свойства.
За производството на ковък чугун се използват отливки от хипоевтектично бяло желязо, съдържащо 2,2 - 3,1% С; 0,7 - 1,5% Si; 0,3 - 1,0% Mn и до 0,08% Cr. Съдържанието в заряда на силиций, който улеснява графитизацията, и манган с хром, които го възпрепятстват, се контролират по такъв начин, че да потискат кристализацията на графита от стопилката и да осигурят възможно най-бързото преминаване на графитизацията по време на отгряването.
Спомнете си, че по време на кристализацията на сивия чугун графитът расте от стопилката под формата на разклонени ракови с форма на раки, неблагоприятни за механичните свойства, чиито участъци на тънкия участък имат формата на огънати плочи.
График на отгряване на бял чугун до пластичен
График на отгряване на ковък бял чугун: I и II - първият
и вторият етап на графитизация.
Когато белият чугун се отгрява, графитът, наречен отгряващ въглерод, се образува в много по-компактна форма, благоприятна за механични свойства. Въпреки че ковък чугун не е кован, относителното му удължение е в диапазона 2 - 20% (в зависимост от структурата), докато за белия чугун относителното удължение не надвишава 0,2%, а за сивия чугун вече не е от 1,2%.
Микроструктура на ковко желязо на основата на ферит
Първоначалният фазов състав на белия чугун е същият като този на стоманата - ферит и циментит и следователно механизмът на неговата аустенизация е подобен на този, разгледан в Образуването на аустенит при нагряване. При нагряване първо се случва трансформация на перлит-аустенит, след това разтваряне на вторичния циментит и хомогенизиране на аустенит в C и Si.
Първи етап от графитизацията
По време на задържане при 900 - 4050 ° C се осъществява първият етап на графитизация, в края на който целият циментит с евтектичен произход и остатъци от вторичен циментит се заменят с графит и структурата от аустенит-циментит се превръща в аустенит-графит.
Предположението за разлагането на цементита с директното отделяне на графита от него чрез реакцията Fe3C - 3Fe + C не е в съгласие с много факти. По-специално, формата на отгряващия въглерод в ковък чугун не съвпада с формата на първоначалните кристали циментит.
Доказано е, че присаждането на бял чугун на първия етап се състои в зародиш на графит на границата A/C и далеч от кристали циментит и растеж на графит с едновременно разтваряне на цементит в аустенит чрез прехвърляне на въглеродни атоми през аустенит от A/C границата до A/G границата.
Специфичният обем на графита е няколко пъти по-голям от този на аустенита и затова хомогенното му зародиш в плътна метална матрица е малко вероятно - еластичният компонент ∆Fyпр във формулата е твърде голям. Дислокациите, пограничните граници и високоъгълните гранити не са много ефективни като места на хетерогенно зародиш на графита поради голямата стойност на ∆Fyпр.
Както е известно, сивият калай, чийто специфичен обем е с една четвърт по-голям от този на белия, за предпочитане се зароди на откритата повърхност на проба от бял калай. Естествено, по време на графитизацията, когато специфичният обем на новата фаза се различава още по-рязко от специфичния обем на началната фаза, ядрата също се появяват предимно на свободната повърхност на аустенита.