Структурные составляющие ф-феррит

А – аустенит

Диаграмма состояния имеет так называемые линии эвтектического и эвтектоидного превращений. В результате этого формируются механические смеси – эвтектика и эвтектоид.

П – перлит – эвтектоид (после травления цвет перламутра) – эвтектоидная механическая смесь феррита и цементита. Перлит состоит из параллельных пластинок цементита в ферритной основе или может иметь зернистое строение. Содержит 0,83 % С. Образуется при распаде аустенита при температуре 727 С. Обладает высокими прочностью, твердостью (200 НВ) и повышает механические свойства сплава.

Л – ледебурит – эвтектика – механическая смесь аустенита и цементита (Л_в), содержащая 4,3 % С. Аустенит, входящий в состав ледебурита при 727 С испытывает эвтектоидное превращение, поэтому ниже 727 С ледебурит состоит из механической смеси перлита и цементита (Л_н). Твердость НВ=600-700, хрупок.

Критические точки

Это температуры фазовых или других превращений (например, магнитных), которым на кривых охлаждения соответствуют остановки или линии перегиба. Обозначаются А_с(на кривой нагрева) или А_r(на кривой охлаждения). А –arret– остановка.

А₀ – магнитное превращение цементита – 210С

А_с1 – превращение перлита в аустенит при нагреве - 727С (линия PSK)

А_r1 – превращение (распад) аустенита в перлит - 727С (линия PSK)

А₂ – магнитное превращение феррита (т. Кюри) - 768С

А_с3 – полный переход структуры в аустенит при нагреве (линия GS)

А_r3 – начало выделения феррита из аустенита при охлаждении доэвтектоидных сталей (линия GS)

А_cm – конец растворения цементита в аустените при нагреве заэвтектоидных сталей (линия SE)

А_rm – начало выделения цементита при охлаждении заэвтектоидных сталей (линия SE)

А₄ – начало превращения аустенита в твердый раствор внедрения углерода в -Fe при нагреве.

Классификация железоуглеродистых сплавов

По содержанию углерода делятся на:

1. Техническое железо (до 0,02 % С)

2. Стали (от 0,02 до 2,14 % С):

а) доэвтектоидные от 0,2 до 0,8 % С	б) эвтектоидная = 0,8 % С	в) заэвтектоидные от 0,8 до 2,14 % С
	только перлит (механическая смесь из кристаллов феррита и цементита)	перлит (темный фон) + цементит вторичный в виде цементитной сетки
×800	×10 000	×800

3. Чугуны (от 2.14 до 6.67 % С):

а) доэвтектические от 2,14 до 4,3 % С	б) эвтектический = 4,3 % С	в) заэвтектические от 4,3 до 6,67 % С
перлит (темный фон) + ледебурит (пестрый фон)	только ледебурит (механическая смесь перлита и цементита)	цементит первичный (белые кристаллы) + ледебурит (пестрый фон)
×300	×300	×300

Маркировка и получение чугунов

Классификация чугунов:

1) по состоянию углерода

– белый чугун – весь углерод в связанном состоянии в виде химического соединения Fe₃C (цементита); получается при относительно быстром охлаждении расплава; не маркируется, так как в «чистом виде» в машиностроении не используется ввиду очень высокой хрупкости;

– серый чугун – практически весь углерод или большая часть углерода находится в свободном состоянии в виде графита, в связанном состоянии (в форме цементита) углерода содержится не более 0,8 %; получается при относительно медленном охлаждении; маркируется в зависимости от формы графитовых включений.

2) по форме графитовых включений

– серый (а); получается при замедленном охлаждении; форма графита – пластинчатая; маркируется СЧ10, где цифра обозначает предел прочности при растяжении, т.е. σ_В≈10 кг/мм².

– ковкий (б); получается при отжиге белого чугуна; форма графита – хлопьевидная; маркируется КЧ35-10, где цифры обозначают: первая – предел прочности при растяжении (σ_В≈35 кг/мм²), а вторая – относительное удлинение (δ≈10 %);

– высокопрочный (в); получается при модифицировании расплава перед разливкой; форма графита – шаровидная; маркируется ВЧ60-2, где цифры обозначают: первая – предел прочности при растяжении (σ_В≈60 кг/мм²), а вторая – относительное удлинение (δ≈2 %)

а	б	в

Влияние формы графитных включений на свойства чугунов: графит имеет низкую механическую прочность. Места его залегания можно рассматривать как внутренние надрезы, нарушения сплошности. Следовательно, наиболее неблагоприятной является пластинчатая форма включений, а наиболее благоприятной - шаровидная. Отсюда следует, что чугун с пластинчатым графитом обладает меньшей прочностью. Чугуны с шаровидной формой графита являются самыми прочными из чугунов. Форма графита в виде хлопьев является основной причиной высоких прочностных и пластических характеристик ковкого чугуна.

3) по металлической матрице (основе)

а) на ферритной основе	б) на феррито-перлитной основе	в) на перлитной основе
СЧ12	СЧ18	СЧ36

Влияние структуры металлической основы на свойства чугунов: прочностные свойства выше у материала с перлитной основой, ниже – с ферритной основой. Следовательно, чем больше в структуре чугуна перлита, тем выше его прочностные характеристики.

9