МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ»

Кафедра

«Ремонт машин и технология конструкционных материалов»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе,

профессор П.Б. Акмаров

«___»_______________2009 г.

Лабораторная работа

Микроструктура чугунов

Методическое пособие для студентов Агроинженерного факультета подготовки инженеров и бакалавров специальностей:

МСХ, ЭАСХ, МПСХП, ТОРМ

311300, 311400, 311500, 311900

Издание 2-е дополненное

Ижевск 2009 г

УДК 620.22

ББК 30.3

Методическое пособие составлено на основе Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного 05.04.2000 г.

Рассмотрено и рекомендовано к изданию кафедрой МТКМ, протокол № 4 от ____________ 2004 г. рекомендовано к изданию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА», протокол № ___ от __________ 2009 г.

Рецензент:

Кандидат технических наук, доцент кафедры МСХ

Большаков В.И.

Составители:

кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры МТКМ

Дронзиков В.А.

Издание 2-е дополненное

Микроструктура чугунов. Лабораторная работа./Сост.: Дронзиков В.А., Ижевск: РИО ИжГСХА, 2009 г. – 11с.

Пособие представляет электронную версию и содержит цель, краткую теорию формирования микроструктуры белых и графитизированных чугунов, методику выполнения работы и отчета по ней. Приведены примеры фотографий и схемы изображения основных микроструктур. Дана классификация и маркировка чугунов.

УДК 620.22

ББК 34.63-56я2

©Р ИО ИжГСХА, 2009 г.

©Дронзиков В.А. сост., 2004, 2009 г.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Закрепить теоретические знания о чугунах: классификация, маркировка, химический состав, фазовое и структурное строение. Получить наглядное представление и научиться схематическому изображению микроструктур чугунов.

2. КРАТКАЯ ТЕОРИЯ.

2.1.Чугуны

Железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2,14%С, называются чугунами. В зависимости от скорости охлаждения, содержания примесей и последующей термической обработки различают чугуны белые и, так называемые, графитизированные литейные: серые, ковкие и высокопрочные.

2.1.1 Белые чугуны

В равновесном состоянии в сплавах железо-цементит, в том числе и в чугунах, весь углерод находится в химически связанном состоянии в твердых растворах и виде цементита и поэтому этот чугун очень тверд, хрупок и имеет светлый излом, что отражено в его названии – «белый чугун».

Согласно диаграмме состояния железо-цементит белые чугуны, в отличие от сталей, содержат в структуре твердую и хрупкую эвтектику – ледебурит, образующуюся при температуре 1147^о из из расплава с концентрацией углерода 4,3%. Поэтому чугуны могут быть доэвтектические (С< 4,3%), эвтектические (С = 4,3%) и заэвтектические (С > 4,3%).

Рисунок 1.Структурная диаграмма состояния железо-цементит.

1

2

3

Структура доэвтектического чугуна при комнатной температуре состоит из перлита, вторичного цементита и ледебурита (рис. 1).

Рассмотрим в соответствии с диаграммой состояния железо-цементит фазовые и структурные превращения, происходящие при охлаждении из жидкого состояния в доэвтектическом чугуне, содержащем, например, 3% С.

При охлаждении жидкого чугуна до температуры, лежащей выше линии ликвидус ACF никаких превращений в жидком чугуне не происходит. При достижении температуры, соответствующей точке 1, из жидкого сплава начинает выделяться твердая фаза – кристаллы аустенита. Выделение самостоятельных зерен аустенита (переменного состава) продолжается до температуры, отвечающей точке 2. До этой точки структура сплава соответствует фазовому составу: А+Ж. По мере выпадения кристаллов аустенита, концентрация углерода в жидкости повышается. На всей линии ECF концентрация жидкости составляет 4,3%С. В точке 2, соответствующей температуре 1147⁰, из жидкого сплава 4,3%С для всех сплавов кристаллизуются одновременно две твердые фазы – аустенит, содержащий 2,14% С и цементит что, вызывает эвтектическое превращение – образование зерен (кристаллов), состоящих из механической смеси (А+Ц), называемой ледебурит (Л). Таким образом, в доэвтектических сплавах на линии ECF формируется структура:

А +Ж→Э (А+Ц) = А + Ж → Л,

что следует читать, как: «аустенит плюс жидкость, переходящая в эвтектику аустенит плюс цементит, то есть в ледебурит.