Евтектичен графит - Голямата енциклопедия на нефта и газа, статия, страница 2
евтектичен графит
Генерирането на ваканции във външната обиколка на колонията, при дислокации и на границата с течността (по време на кристализацията на която обемът намалява) и тяхното анулиране от въглеродни атоми на границата с графита води до насочен поток от ваканции към евтектичен графит. Решаващото влияние на този процес върху кинетиката на растежа на колониите се доказва от морфологичните характеристики на евтектични графитни включвания, образувани в аустенит. [16]
Не се допуска структурно свободен цементит. Евтектичният графит и феритът се допускат под формата на отделни малки включвания в количество не повече от 5% от площта на сечението за всяко включване. Счупването на отливката трябва да има равномерна дребнозърнеста структура с матово покритие. [17]
Ако по време на втвърдяването и охлаждането на чугуна се образува графит, а не цементит, тогава освобождаването на графит от течен и твърд разтвор се подчинява на същите основни закони като освобождаването на цементит. Следователно евтектичният графит се утаява върху линията на солидус, образувайки графитна евтектика вместо ледебурит; с по-нататъшно охлаждане на вече твърд чугун, вторичният графит се освобождава от аустенита и евтектоидният графит се освобождава на евтектоидния хоризонтал. На фиг. 234 е диаграма на състоянието желязо-въглерод, където пунктираните линии съответстват на образуването на графит. Линиите на кристализация на графит са леко изместени нагоре и наляво по отношение на линиите на кристализация на цементит. В съответствие с диаграмата по линията E C F се отделя евтектичен графит, по линията S E - вторичен графит, а по линията P S K [18] .
Ефектът от допинга се отразява най-осезаемо върху размера на евтектичните колонии и структурата на техния графитен компонент. В проби с мед, никел, хром, манган и молибденевтектичният графит запазва типична радиално разклонена структура, като медта и молибденът допринасят за усъвършенстването на колониите, манганът и никелът за увеличаване. [19]
Промяната в преохлаждането на стопилката е свързана с редовна промяна в структурата на сплавите с увеличаване на съдържанието на модификатора. Въвеждането на малки добавки на церий в оригиналния чугун води само до известно смилане на евтектичния графит. С увеличаване на съдържанието на церий се наблюдава образуването на компактен графит. В структурата се появяват евтектични карбиди, а по-нататъшното увеличаване на съдържанието на церий води до образуването на колонии от аустенитно-цементитна евтектика. С увеличаване на степента на охлаждане броят на компактните графитни включвания намалява, но се появява фино диференцирана аустенитно-графитна евтектика. При максималните изследвани добавки тази евтектика се превръща в преобладаващ компонент на първичната структура. Броят на глобуларните включвания на графита рязко намалява заедно с изчезването на евтектични карбиди. [20]
Генерирането на ваканции във външната обиколка на колонията, на дислокациите и на границата с течността (по време на кристализацията на която се получава намаляване на обема) и тяхното анулиране от въглеродни атоми на границата с графит води до насочен поток от ваканции към евтектичен графит. Решаващото влияние на този процес върху кинетиката на растежа на колониите се доказва от морфологичните характеристики на евтектични графитни включвания, образувани в аустенит. [21]
С високо съдържание на въглерод и особено на силиций, в отливки с голямо напречно сечение, при бавно охлаждане се образува фосфидна евтектика със съдържание 2 - 3% Si в съответствие със стабилна фазова диаграма. Вместо стаадитен цементит се образува графит, който по правило кристализира върху веченаличен евтектичен графит. [22]
По-често обаче до момента, в който започне евтектоидното разпадане, аустенитът е химически нехомогенен. Поради обратната сегрегация се обогатява със силиций в централните зони на колониите - на границите с евтектичен графит. Това е мястото, където започва евтектоидното разлагане и графитните включвания се обгръщат от ферит. Аустенитните области, отдалечени от графита, обеднени на силиций и характеризиращи се с по-ниско ниво на температура Az, се разлагат последни, често чрез зараждане и растеж на перлитни колонии. [23]
Графитизацията на чугуна от течната фаза се извършва съгласно диаграмата на графитната система (виж фиг. В този случай под линията C D се образува първичен графит, по линията на евтектика E C F - евтектичен графит, по линията S E - вторичен графит и по линията P S K - евтектоиден графит. [24]
Микроструктурата на метала на втулките трябва да бъде фин ламеларен или сорбитен перлит с равномерно разпределен фин или среден ламеларен графит с вихрова, праволинейна или сферична форма и отделни фини равномерно разпределени включвания на фосфидна евтектика. Не се допуска структурно свободен цементит. Евтектичният графит и феритът се допускат под формата на отделни1 малки включвания в количество, което не надвишава 5% от площта на сечението за всяко включване. [25]
Микроструктурата на метала на втулките трябва да бъде фин ламеларен или сорбитен перлит с равномерно разпределен фин или среден ламеларен графит с вихрова, праволинейна или сферична форма и отделни фини равномерно разпределени включвания на фосфидна евтектика. Не се допуска структурно свободен цементит. Евтектичният графит и феритът се допускат под формата на отделни малки включвания в количество не повече от 5% от площта на сечението за всекивключвания. [26]
В съответствие с това преходът към анормален растеж на колониите може да се наблюдава не само в началния етап на евтектичната трансформация. Затварянето на аустенитната обвивка е възможно и след определен период на растеж на колонията при условия на контакт на двете твърди фази с течност. По този начин се образуват неравноосни включвания от евтектичен графит с различна степен на компактност, които са характерни за слабо модифицираните чугуни. [27]
Четенето на диаграмата на състоянието на Fe - C не се различава фундаментално от четенето на диаграмата на състоянието на Fe - GesC, но във всички случаи от сплавите се утаява графит, а не цементит. Първичният графит и графитът в евтектиката кристализират чрез образуване и последващ растеж на ядра. В същото време графитните кристали имат сложна форма под формата на венчелистчета, излизащи от един център. Вторичният графит и евтектоидният графит са склонни да се открояват върху венчелистчетата на първичния и евтектичния графит. [28]
Ако по време на втвърдяването и охлаждането на чугуна се образува графит, а не цементит, тогава освобождаването на графит от течен и твърд разтвор се подчинява на същите основни закони като освобождаването на цементит. Следователно евтектичният графит се утаява върху линията на солидус, образувайки графитна евтектика вместо ледебурит; с по-нататъшно охлаждане на вече твърд чугун, вторичният графит се освобождава от аустенита и евтектоидният графит се освобождава на евтектоидния хоризонтал. На фиг. 234 е диаграма на състоянието желязо-въглерод, където пунктираните линии съответстват на образуването на графит. Линиите на кристализация на графит са леко изместени нагоре и наляво по отношение на линиите на кристализация на цементит. В съответствие с диаграмата евтектичният графит се разграничава по линията E C F, вторичният графит по линията S E и вторичният графит по линията P S K. [29]
В евтектичен карбид откритналичието на мед, чиято концентрация нараства от 0 15 до 1 50% със съдържание на 1 и 6 4% Cu в сплавта. Понякога се наблюдават междинни слоеве от тази фаза вътре в ледебуритна колония или на кръстовища на колонии, частично заместващи аустенита. Високомедни включвания с различна големина и форма са открити и в проби със структура от сив чугун. В кръстовищата на аустенитно-графитните колонии по-често се срещат включвания със сфероидна форма, докато вътре в колониите - неправилни форми. В зоните на фазата с високо съдържание на мед, разположени вътре в колониите, се откриват графитни включвания, свързани с евтектичен графит, обграждащи медното ядро на колонията и образуващи централния възел на нейната графитна рамка. Разклоняването на графита в такива колонии обикновено се увеличава при включвания с високо съдържание на мед; по периферията графитните клони загрубяват и придобиват радиална ориентация. Очевидно кристализацията на хипоевтектични сплави с концентрация на мед над границата на разтворимост, в съответствие с разглежданите характеристики на тройната система Fe-C-Cu, започва с утаяване на излишък от аустенит, след което протича монотектична реакция в богата на мед течност, по време на която се образуват включвания на фаза с високо съдържание на мед. [тридесет]