Евтектичний графіт - Велика Енциклопедія Нафти та Газа

Евтектичний графіт

Генерація вакансій у зовнішньому обведенні колонії, на дислокаціях та на кордоні з рідиною (при кристалізації якої відбувається зменшення обсягу) та їх погашення атомами вуглецю на кордоні з графітом виливається у спрямований потік вакансій до евтектичного графіту. Про визначальний вплив цього процесу на кінетику зростання колоній свідчать морфологічні особливості включень евтектичного графіту, що формуються в аустеніті. [16]

Не допускається структурно-вільний цементит. Евтектичний графіт і ферит допускаються як окремих дрібних включень у кількості трохи більше 5 % площі шліфу кожному за включення. Злам виливки повинен мати однорідну дрібнозернисту будову з матовим відтінком. [17]

Якщо при затвердінні та охолодженні чавуну утворюється графіт, а не цементит, то виділення графіту з рідини та твердого розчину підпорядковується тим же основним законам, що й виділення цементиту. Отже, на лінії солідуса виділяється евтектичний графіт, утворюючи замість ледебуриту графітну евтектику; при подальшому охолодженні вже твердого чавуну з аустеніту виділяється вторинний графіт, а на евтек-тоїдної горивонталі - евтектоїдний графіт. На рис. 234 наведено діаграму стану залізо - вуглець, де пунктирні лінії відповідають утворенню графіту. Лінії кристалізації графіту зміщені дещо вгору і вліво по відношенню до ліній кристалізації цементиту. Відповідно до діаграми по лінії E C F виділяється евтектичний графіт, по лінії S E - вторинний графіт, а по лінії P S K. [18]

Вплив легування найбільш помітно позначалося на розмірах евтектичних колоній та будову їхньої графітної складової. У пробах з міддю, нікелем, хромом, марганцем та молібденомевтектичний графіт зберігає типову радіально розгалужену конструкцію, причому мідь та молібден сприяли подрібненню колоній, марганець та нікель – збільшенню. [19]

Зміна переохолодження розплаву пов'язане із закономірним зміною структури сплавів при зростаючому змісті модифікатора. Введення у вихідний чавун малих добавок церію призводить лише до деякого подрібнення евтектичного графіту. Зі зростанням вмісту церію спостерігається утворення компактного графіту. У структурі з'являються евтектичні карбіди та подальше збільшення вмісту церію призводить до формування колоній аустеніто-цементитної евтектики. Зі збільшенням ступеня відбілювання кількість компактних графітних включень зменшується, але з'являється тонкодиференційована аустеніто-графітова евтектика. При максимальних досліджених добавках ця евтектика стає переважною складовою первинної структури. Кількість кулястих включень графіту різко знижується поряд із зникненням евтектичних карбідів. [20]

При високому вмісті вуглецю і особливо кремнію, у виливках з великим поперечним перерізом при повільному охолодженні утворюється фосфідна евтектика при вмісті 2 - 3% Si відповідно до стабільної діаграми стану. Замість стиадитного цементиту утворюється графіт, який, як правило, кристалізується на вженаявному евтектичному графіті. [22]

Найчастіше, однак, на момент початку евтектоїдного розпаду аустеніт хімічно неоднорідний. Через зворотну ліквацію він збагачений кремнієм у центральних ділянках колоній - на кордонах з евтектичним графітом. Тут і починається евтектоїдний розпад і графітніз включення обволікаються феритом. Віддалені від графіту, збіднені кремнієм ау-стенітні ділянки, що характеризуються нижчим рівнем температур A z, розпадаються останніми, часто шляхом зародження і зростання перлітних колоній. [23]

Графітизація чавуну з рідкої фази відбувається згідно з діаграмою графітної системи (див. фіг. При цьому нижче лінії C D утворюється первинний графіт, по евтектичній лінії E C F - евтектичний графіт , по лінії S E - вторинний графіт і по лінії P S K - евтектоїдний графіт. [24]

Мікроструктура металу втулок повинна представляти дрібнопластинчастий або сорбітоподібний перліт з рівномірно розподіленим дрібним або середнім пластинчастим графітом завихреної, прямолінійної або кулястої форми, і окремими дрібними рівномірно розподіленими включеннями фосфідної евтектики. Не допускається структурно-вільний цементит. Евтектичний графіт і ферит допускаються як окремих1 дрібних включень у кількості трохи більше 5 % площі шліфу кожному за включення. [25]

Мікроструктура металу втулок повинна представляти дрібнопластинчастий або сорбітоподібний перліт з рівномірно розподіленим дрібним або середнім пластинчастим графітом завихреної, прямолінійної або кулястої форми, і окремими дрібними рівномірно розподіленими включеннями фосфідної евтектики. Не допускається структурно-вільний цементит. Евтектичний графіт і ферит допускаються як окремих дрібних включень у кількості трохи більше 5 % площі шліфу кожному завключення. [26]

Відповідно до цього перехід до абнормального зростання колоній може спостерігатися не тільки на початковій стадії евтектичного перетворення. Замикання аустенітної оболонки можливе після деякого періоду зростання колонії в умовах контакту обох твердих фаз з рідиною. Таким шляхом формуються нерівновісні включення евтектичного графіту з різним ступенем компактності, характерні для слабо модифікованих чавунів. [27]

Читання діаграми стану Fe – С принципово не відрізняється від читання діаграми стану Fe – ГезС, але у всіх випадках із сплавів випадає не цементит, а графіт. Первинний графіт та графіт в евтектиці кристалізуються шляхом утворення та подальшого зростання зародків. При цьому кристали графіту мають складну форму у вигляді пелюсток, що виходять із одного центру. Вторинний графіт і графіт евтектоїду, як правило, виділяються на пелюстках первинного та евтектичного графіту. [28]

Якщо при затвердінні та охолодженні чавуну утворюється графіт, а не цементит, то виділення графіту з рідини та твердого розчину підпорядковується тим же основним законам, що й виділення цементиту. Отже, лінії солідуса виділяється евтектичний графіт, утворюючи замість ледебуриту графітну евтектику; при подальшому охолодженні вже твердого чавуну з аустеніту виділяється вторинний графіт, а на евтек-тоїдної горивонталі - евтектоїдний графіт. На рис. 234 наведено діаграму стану залізо - вуглець, де пунктирні лінії відповідають утворенню графіту. Лінії кристалізації графіту зміщені дещо вгору і вліво по відношенню до ліній кристалізації цементиту. Відповідно до діаграми по лінії E C F виділяється евтектичний графіт, по лінії S E - вторинний графіт, а по лінії P S K. [29]

У евтектичному карбіді виявленоприсутність міді, концентрація якої зростає від 015 до 150% при вмісті в сплаві 1 і 64% Сі. Іноді всередині ледебуритної колонії або на стиках колоній спостерігаються прошарки цієї фази, які частково заміщають аустеніт. Високомедисті включення різних розмірів та форми виявлено і в пробах зі структурою сірого чавуну. На стиках аустеніто-графітних колоній найчастіше зустрічаються включення сфероїдної форми, усередині колоній – неправильної форми. У розташованих усередині колоній ділянках високомедистої фази виявляються включення графіту, пов'язані з евтектичним графітом, що оточують медистого ядро колонії та утворюють центральний вузол її графітного каркасу. Розгалуженість графіту в таких колоніях зазвичай підвищена у високомедистих включень; на периферії графітні гілки грубіють і набувають радіальної спрямованості. Очевидно, кристалізація доевтектичних сплавів з концентрацією міді вище межі розчинності відповідно до розглянутих особливостей потрійної системи Fe-С - Сі починалася з виділення надлишкового аустеніту, після чого в збагаченій міддю рідини протікає монотектична реакція, в ході якої формуються включення високомедістой фази. [30]