ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 44
Скачиваний: 0
имеем в виду выделение вторичного цементита и форми рование перлита. В обоих случаях образование цементитной фазы ведет к дальнейшему увеличению содержа ния .кремния а- и у-твердого раствора.
Распределение никеля. Никель распределяется ана логично кремнию. Согласно данным работы [231, Рас' предёление никеля между фазами в белом чугуне-2,3% С, 0,93% Si; 0,41% Mn; 0,45% Р; 0,05% S следующее; 1,9— 2,3% в чугуне, 0,008—0,013% в карбидном осадке, 2,93— 3,6% в феррите. Однако фактичеокая концентрация никеля в цементите очень чувствительна к условиям охлаждения:
Диаметр образцов, мм . . . |
5 |
8 |
10 |
15 |
20 |
Никель в цементите, % . . |
.0,35 |
0,2 |
0,10 |
0,052 |
0,015 |
В условиях ускоренного охлаждения, которое имеет место в тонкостенных отливках, концентрация никеля в цементите может достигать нескольких десятых процен та. Распределение никеля между различными видами цементита тоже отличается большей чувствительностью
к скорости охлаждения (табл. |
4). |
Наиболее высокая |
||||||||
|
|
|
Таблица 4 |
концентрация |
его |
в эв- |
||||
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НИКЕЛЯ |
тектоидном |
цементите, |
||||||||
|
В ЦЕМЕНТИТЕ |
|
более |
низкая — во |
вто |
|||||
|
(содержание никеля |
ричном |
и |
наименьшая — |
||||||
|
в чугуне 1,9%) |
|
в |
эвтектическом. |
Наши |
|||||
|
|
|
|
исследования |
свидетель |
|||||
Д иа |
Содержание |
никеля |
в цемеити- |
ствуют |
и |
о |
неравномер |
|||
метр |
|
те, % |
|
ном |
распределении |
нике |
||||
образ |
|
|
|
|||||||
цов, |
эвтекти |
вторич |
эвтектонд- |
ля |
в |
объеме' аустенита |
||||
мм |
ческий |
ный |
ный |
Значительная |
разница |
|||||
|
|
|
|
между |
концентрациями |
|||||
10 |
0,075 |
0,29 |
0,42 |
никеля в первичном и эв |
||||||
15 |
0,025 |
0,09 |
0 ,1 2 |
тектическом аустените от |
||||||
20 |
0,008 |
0,03 |
0,09 |
четливо фиксируется тер |
||||||
|
|
|
|
мическими |
кривыми ох |
|||||
лаждения чугуна (рис. 8). Перлитное превращение про текает в широком температурном интервале с двумя яс но выраженными площадками (при 655 и 600°С). Это является результатом тепловых эффектов перлитного превращения первичного и эвтектического, аустенита. Судя по этим различиям, средняя концентрация никеля в эвтектическом аустените вдвое выше, чем в первичных аустенитных кристаллах^
Гис. пуь ау; ~г- /
^ЛИЧНАЯ
НАУЧНО-ТЕ•ХЬН.іЧЧЕОКАЛ"-- I 17
БИ&ЛИОТЕі
ЕНА СССР ?
|
|
|
Распределение |
алюми |
|||
|
|
|
ния. |
Характер |
распределе |
||
|
|
|
ния |
алюминия |
в процессе |
||
|
|
|
кристаллизации |
почти не |
|||
|
|
|
отличается |
от |
распределе |
||
|
|
|
ния кремния. Его содержа |
||||
|
|
|
ния в феррите и цементите |
||||
|
|
|
показаны |
в табл. 5. |
Как и |
||
Рис. 8. Термические |
кривые охлаж |
следовало |
ожидать, |
содер |
|||
дения чугуна при С в , %: |
жание алюминия в кристал |
||||||
|
/ - 2,5; 2— 3,2; 3— 4,34 |
||||||
|
лах цементита (по крайней |
||||||
мере, |
|
|
|||||
при низкой концентрации кремния) не превышает |
|||||||
нескольких сотых долей процента. |
|
Таблица 5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АЛЮМИНИЯ В БЕЛОМ ЧУГУНЕ |
|
|||||
|
|
Содержание элементов, % |
(по массе) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
А1 |
|
С |
Si |
Мп |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
чугун |
цементит |
феррит |
|
2,25 |
0,028 |
0,031 |
0,005 |
0 ,5 2 |
0,05 |
0,68 |
|
2,33 |
0,034 |
0,027 |
0,006 |
0,60 |
0 .0 4 |
0,81 |
|
2 ,4 0 |
0,025 |
0,023 |
0,004 |
0,62 |
0,03 |
0,83 |
|
2 ,4 4 |
0,041 |
0,039 |
0,007 |
0 ,6 9 |
0,08 |
0,90 |
|
Распределение марганца и хрома. Марганец и хром относятся к карбидообразующим элементам. Их рас пределение в принципе соответствует схеме, показанной на рис. 7, б. В соответствии с имеющимися данными [24, 25] можно принять, что коэффициент распределе
ния К мп |
в условиях практики чаще всего колеблется в |
|||||
пределах |
1,8—2,5. Такое |
различие обусловливается вы |
||||
сокой чувствительностью Кип к скорости охлаждения: |
||||||
Диаметр |
проб, м м ................................ |
9 |
11 |
15 |
17 |
20 |
К и п .......................................................... |
|
1,85 |
2,2 |
2,4 |
2,7 |
3,6 |
Неравномерность распределения марганца проявля ется и по сечению отливки. Значения Кмп в поверх ностных слоях отливки ниже, чем во внутренних:
Расстояние от |
поверхности проб, мм0,5 |
1,5 |
2,5 |
5 |
К и п .......................................................... |
2,2 |
2,3 |
2,6 |
2,8 |
Мп (цементит) %
Мп (феррит) %
18
Аналогично распределяется и хром. Разница заклібчается в основном в значительно более высоком коэффи циенте распределения хрома между карбидной фазой и твердым раствором. В соответствии с результатами на ших экспериментов, а также с данными работы [26] можно утверждать, что Ксг .колеблется от 3 до 10. Зна чительное колебание коэффициента распределения объ ясняется более высокой, чем у марганца, чувствитель ностью к скорости охлаждения. Данные о фактической концентрации хрома в различных разновидностях цементитной фазы приведены в т.аібл. 6 [26]. Более высо-
|
СОДЕРЖАНИЕ ХРОМА, % .(ПО МАССЕ) |
Таблица 6 |
||
|
|
|||
|
Карбидная |
фаза |
Цементит |
|
Чугун |
|
|
||
(средние значе |
вторичный |
эвтектондный |
||
|
ния) |
эвтектический |
||
0,08 |
0,15 |
0,191 |
0,113 |
0,110 |
0,23 |
0,43 |
0,540 |
0,395 |
0,316 |
0,24 |
0,45 |
0,546 |
0,441 |
0,301 |
0,28 |
0,55 |
0,713 |
0,474 |
0,352 |
0,30 |
0,59 |
0,704 |
0,570 |
0,412 |
кие температуры формирования цементита обеспечива ют и наиболее благоприятные условия для увеличения содержания хрома в его составе.
Распределение магния. Исследования1 распределе ния магния проводили на белых технических и синтетиче ских чугушах. Содержание магния в карбидах определя ли химическим и спектральным анализами. Выделенные при электролизе карбиды прессовали для спектрального анализа .в виде цилиндриков диаметром 10 и высотой 20 мм. В качестве эталона использовали спрессованную в такие же образцы смесь из окиси магния и карбидов чугуна, не модифицированного магнием. Составы ис следованных чугунов и результаты химического анализа приведены в табл. 7. В технических чугунах (плавки 1—4) основное количество магния сконцентрировано в
феррите (аустените). Содержание магния |
в |
карбидах |
не превышает тысячных долей процента. |
В |
синтетиче |
ских бескремкистых чугунах (плавки 5—8) наблюдается противоположное явление. Здесь большая часть магния сосредоточена в карбидах.
1 Исследования проводили совместно с Г. И. Кошовник.
19
Таблица 7
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИЯ 13 БЕЛОМ ЧУГУНЕ
Номер плавки
1
2
3
4
5
6
7
8
|
|
|
Содержание |
элементов, % |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Mg' |
|
С |
SI |
Мп |
Р |
S |
чугун |
карбидный оса |
феррит |
|
|
|
|
|
|
док |
|||
2,45 |
1,35 |
0,51 |
0,08 |
0,020 |
0,058 |
Следы |
(0,004) |
(0,090) |
2,43 |
1,32 |
0,51 |
0,08 |
0,007 |
||||
2,57 |
1,43 |
0,43 |
0,07 |
0,032 |
— |
-- |
-- |
— |
2,55 |
1,40 |
0,44 |
0,07 |
0,008 |
0,049 |
Следы |
(0,003) |
(0,080) |
2,47 |
0,02 |
0,04 |
0,03 |
0,010 |
— |
— |
--- |
— |
2,81 |
0,015 |
0,04 |
0,03 |
0,005 |
0,035 |
0,070 |
(0,080) |
(0,0025) |
2,68 |
0,011 |
0,03 |
0,03 |
0,020 |
— |
-- |
-- |
— |
2,68 |
0,01 |
0,03 |
0,03 |
0,006 |
0,040 |
0,085 |
(0,090) |
(0,0052) |
П р и м е ч а й и е. В скобках указаны содержания магния, определенные спектральным анализом._______________________________________________________
Распределение серы. Растворимость серы в феррите не превышает нескольких тысячных процента. Макси мальная ■концентрация серы в аустените достигает 0,06 %. Таков же порядок ее растворимости и в карбидной фазе [27]. Низкая растворимость серы в основных фазах бе лого чугуна несомненно свидетельствует о том, что ее содержание (0,1—0,2%) концентрируется главным образом в виде соединений с марганцем (MnS), желе зом (FeS) и в виде эвтектической смеси (FeS+MnS), которую эти соединения образуют между собой. Иссле дования показывают, что соотношения этих включений зависят от содержания марганца и серы [27]. На рис. 9
приведены данные микроструктурного анализа. При ма лых отношениях Mn/S преобладают включения FeSr меньше включений MnS и еще меньше эвтектической ■смеси FeS-j-MnS. При больших отношениях