Вивчення мікроструктур Чавунів

Мета роботи: Вивчити мікроструктури чавунів, їх маркірування, механічні властивості і галузі застосування.

Вступ

По хімічному складу чавун відрізняється від сталі вищим змістом вуглецю і постійних домішок.

Чавунами називаються залізовуглецеві сплави зі змістом вуглецю більш ніж 2,14 %.

Властивості чавуну визначаються його структурою. В порівнянні зі сталлю чавуни володіють кращими ливарними властивостями, зокрема, нижчими температурами плавлення, і мають меншу усадку, характеризуються малою здібністю до пластичної деформації (у звичних умовах не піддаються куванню). Це пояснюється присутністю в структурі чавунів легкоплавкої евтектики. Структура і основні властивості чавунів залежать не тільки від хімічного складу, але і від процесу виплавки, умов охолоджування відливок і режиму термічної обробки.

Залежно від швидкості охолоджування, додаткового легування і подальшої термообробки розрізняють наступні типи чавунів: білі, сірі, високоміцні, ковкі і половинчасті.

Білі чавуни

Свою назву білий чавун одержав по вигляду зламу, який має матово-білий колір, що обумовлено присутністю в структурі великої кількості цементиту.

Білим чавуном називають чавун, у якого весь вуглець знаходиться в хімічно зв'язаному стані у вигляді цементиту – Fe₃C.

О

Рисунок 1 – Диаграма Fe – C (суцільні лінії – метастабільна діаграма (утворення цементиту), штрихові – стабільна діаграма (утворення графіту)

Р+Г_р

4

держують його при швидкому охолоджуванні з рідкого стану. Структура білих чавунів визначається метастабільною діаграмою Fe – Fe₃C (рис. 1). В їх структурі при кімнатній температурі присутня евтектика – ледебурит, яка дозволяє мікроскопічно відрізняти білі чавуни від вуглецевих сталей

Ледебурит – евтектична суміш, що утворюється при температурі 1147 ⁰С. з рідини, що містить 4.3 % С. В інтервалі від 1147 до

727 ⁰С ледебурит складається з аустеніту і цементиту, а при температурі нижче 727 ⁰С з перліту і цементиту.

Відповідно до діаграми Fe – Fe₃C білі чавуни діляться на доевтектичні, що містять в углецю від 2,14 до 4,3 % С; евтектичні, із змістом вуглецю 4,3 %; заевтектичні, вміст вуглецю в яких від 4,3 до 6,67 %. Мікроструктура білого доевтектичного чавуну при кімнатній температурі приведена на рисунку 2.

Мікроструктура складається з перліту, вторинного цементиту і ледебуриту (рис.2 а). Евтектичний білий чавун складається з одного ледебуриту (рис. 2 б). Заевтектичний білий чавун має структуру, що складається з ледебуриту і цементиту первинного (рис. 2 в).

Білі чавуни характеризуються високою крихкістю, мають високу твердість (практично не піддаються обробці різальним інструментом) і не використовуються як конструкційний матеріал. Вони звичайно йдуть на переділ в сталь або використовуються для отримання ковкого чавуну.

Залежно від призначення переробний чавун виплавляють різних марок:П1 і П2 – для сталеливарного виробництва; ПЛ1 і ПЛ2 – для литва відливань. Виходячи із змісту домішок, розрізняють переробний фосфорний чавун ПФ1, ПФ2 і ПФЗ і високоякісний – ПВК1, ПВК2 і ПВКЗ. Цифра в марці передільного чавуну дана для умовної нумерації; хімічний склад приведений в ГОСТ 805 – 80; переробний чавун поставляють у чушках.