Графитизированные чугуны содержат углерод в виде графитовых выделений, форма которых определяет вид чугуна: пластинчатая - серый, хлопьевидная – ковкий, шаровидная – высокопрочный
.
Серый чугун получают на основе стабильной диаграммы Fe-C, в соответствии с которой эвтектическое превращение протекает с образованием графитной эвтектики, состоящей из кристаллов аустенита и графита пластинчатой формы. Для облегчения процесса графитизации в чугуны вводят кремний в количестве 1,0-3,5%. Из серых чугунов изготавливают отливки станин, различных кожухов, блоков цилиндров и др.
Ковкий чугун получают путем высокотемпературного (~950ОС) отжига отливок из белого чугуна, в течение которого происходит распад цементита с образованием аустенита и графита хлопьевидной формы. Ковкие чугуны отличаются высокой пластичностью (δ=8-10%), но их не подвергают ковке. Они применяются преимущественно для изготовления тонкостенных отливок (кожухи задних мостов автомобилей и др.), испытывающих динамические нагрузки.
Высокопрочный чугун получают путем введения магния перед разливкой чугуна в количестве 0,03-0,05%, приводящего к образованию шаровидного графита, что обеспечивает получение достаточно высокой пластичности (δ=8-10%). Из высокопрочных чугунов изготавливают ответственные детали массой до 15 тонн (станины, коленчатые валы и др.).
Практическая часть:
Таблица 1.
| № | Марка сплава, состояние | Описание структуры | Схема структуры | Примечание |
| Сталь 20 (0,2% С) доэвтектоидная | Светлые зерна - феррит, темные - перлит. Феррит занимает большую часть шлифа |
| ||
| Сталь 40 (0,4% С) доэвтектоидная | Светлые зерна - феррит, темные - перлит, количество структурных составляющих примерно одинаковое |
| ||
| Сталь У8 (0,8% С) эвтектоидная | Перлит пластинчатый (при увеличении 300-500), видны пластинки феррита и цементита |
| ||
| Сталь У8 после неполного отжига | Перлит зернистый (при увеличении 300-500), состоящий из светлых зерен феррита и цементита |
| ||
| Сталь У12(1,2% С) заэвтектоидная | Перлит (черный) и сетка цементита вторичного (светлая) по границам бывших аустенитных зерен |
|
| № | Наименование дефекта | Описание структуры | Причина возникновения | Схема структуры |
| Видманштеттова структура | Крупные зерна перлита, перерезанные пластинчатыми кристаллами феррита | - Перегрев стали (образуется крупное зерно ауйстенита) - Ускоренное охлаждение стали на воздухе |
| |
| Перегрев или пережог | Крупные зерна перлита и светлая сетка феррита по границам зерен | Нагрев до температур близких к состоянию линии солидуса |
| |
| Полосчатость | Зерна феррита и перлита вытянуты в строчки по направлению прокатки | Нити неметаллических включений образовавшиеся при кристаллизации обогащают металл кремнием, вытесняя углерод из этого слоя, облегчая возникновение феррита |
| |
| Обезуглероживание | Структура стали в сердцевине изделия - перлит, а в поверхностном слое - феррит | Обезуглероживание - процесс взаимодействия углерода, содержащегося в стали, с газовой атмосферой, сопровождающийся уменьшением концентрации углерода в поверхностных слоях |
| |
| Неметалл. включения | Оксиды, сульфиды и др. округлой или вытянутой формы, которые, являясь концентратами напряжения, повышают хрупкость стали |
|
Таблица 2.
Таблица 3.
| № | Марка сплава, состояние | Описание структуры | Схема структуры | Примечание |
| Белый доэвтектический | Темные зерна - перлит, светлые кристаллы– цементит вторичный, пестрые участки – ледебурит (перлит+цементит) |
| ||
| Белый заэвтектический | Светлые пластины - избыточный цементит первичный, пестрые эвтектические участки – ледебурит (перлит+цементит) |
| ||
| Серый перлитный | Перлит и включения пластинчатого графита |
| ||
| Серый феррито-перлитный | Перлит, феррит и включения пластинчатого графита |
| ||
| Серый ферритный | Зерна феррита с включениями пластинчатого графита |
| ||
| Ковкий ферритный | Зерна феррита с включениями хлопьевидного графита |
| ||
| Ковкий перлитный | Перлит и включения хлопьевидного графита |
| ||
| Высокопрочный феррито-перлитный | Перлит, феррит и включения шаровидного графита |
|