Евтектичний білий чавун
З використанням діаграми стану системи Fе-Fе3С проаналізуємо структуроутворення білого евтектичного чавуну (сплав Х1 на рис. 8.5) при кристалізації розплаву та наступних фазових перетвореннях у твердому стані.
При охолодженні чавуну з 4,3 % С (точка С) після досягнення евтектичної температури (1147 ° С) кристалізується аустеніто-цементитна евтектика - ледебурит за реакцією. Співвідношення аустеніту і цементиту в ледебуріті, згідно з правилом важеля, дорівнює приблизно 50:50.
Структура ледебуриту зазвичай складається з добре виражених евтектичних колоній (рис. 8.6 б). Кожна евтектична колонія в ледебуріті – це двофазний бікристал, зросток двох розгалужених кристалів цементиту та аустеніту. Кожна евтектична колонія росте з центру.
Після закінчення затвердіння евтектичного білого чавуну Х1 (див. рис. 8.5) склад аустеніту всередині ледебуриту змінюється по лінії ЕS і з аустеніту, що збіднюється вуглецем, в інтервалі температур від точки С до точки S виділяється вторинний цементит, який як самостійна структурна складова не видно.
При досягненні температури 727 ° С (так само, як і в сталях) відбувається евтектоїдний розпад аустеніту з утворенням перліту: . Ледебурит після евтектоїдного (перлітного) перетворення називають перетвореним. Він складається з перліту та евтектичного цементиту, причому сам перліт складається з фериту та евтектоїдного цементиту.
Таким чином, при металографічному аналізі за кімнатної температури ми маємо справу тільки з перетвореним ледебуритом. Двофазна будова перліту в колоніях перетвореного ледебуриту зазвичай при середніх збільшеннях не виявляється, і темні включення в перетвореному ледебуриті (див. рис. 8.6, б) виглядають як належні одній фазі, хоча насправдівони є евтектоїдною сумішшю фериту та цементиту.
Малюнок 8.6 - Мікроструктура доевтектичного (а), евтектичного (б) та заевтектичного (в) білого чавуну
Доевтектичні та заевтектичні білі чавуни
Структуроутворення заевтектичного (сплав Х2 на рис. 8.5) і доевтектичного (сплав X3 на рис. 8.3) білих чавунів відрізняється від розглянутого вище структуроутворення евтектичного чавуну тільки тим, що перед евтектичною кристалізацією ледебуриту при температурах нижче точок 3 і температурах нижче точок 3 і відповідно.
Первинний цементит кристалізується у вигляді пластин. Попадання пластини первинного цементиту своєю більшою площиною у площину шліфу - це, природно, надзвичайно рідкісний випадок. Довільні перерізи пластин первинного цементиту на шліфі мають вигляд вузьких світлих смуг (рис. 8.6, в).
Первинний аустеніт кристалізується як дендритів з округлими гілками. На рис. 8.6, а великі темні округлі ділянки – це дендритні осередки (перетину гілок дендритів) первинного аустеніту. Після первинної кристалізації аустеніту відбувається евтектична кристалізація ледебуриту. Дендрити первинного аустеніту, що перетворилися на перліт, зберігають свої первісні обриси і тому відповідну структурну складову називають перетвореним аустенітом. Двофазна будова перетвореного аустеніту на шліфі не завжди виявляється.
Таким чином, при кімнатній температурі в доевтектичному білому чавуні можна побачити дві структурні складові: первинний аустеніт перетворений і перетворений ледебурит. А в заевтектичному білому чавуні – первинний цементит та перетворений ледебурит.
На закінчення слід зазначити, що, незалежно від поєднання структурнихскладових, як сталі, так і білі чавуни при кімнатній температурі складаються з тих самих двох фаз - фериту і цементиту.