Микроструктура белых чугунов

Лабораторная работа №4

Изучение микроструктуры железоуглеродистых сплавов (чугуны)

Цель работы:

1. Изучить микроструктуры: серых и белых чугунов в нетравленом и травленом виде.

2. Схематически зарисовать и описать изучаемые структуры.

3. Составить отчет по работе.

Краткие теоретические сведения:

Микроструктура белых чугунов

В белых чугунах весь углерод находится в связанном состоя­нии, т. е. в виде цементита. Белый чугун в зависимости от содер­жания углерода разделяется на доэвтектический (от 2,14 до 4,3%С), эвтектический (4,3% С) и заэвтектический (от 4,3 до 6,67% С). Во всех белых чугунах имеется цементитная эвтектика (леде­бурит). Эвтектический белый чугун состоит только из одного леде­бурита, поэтому рассмотрение структуры белого чугуна целесооб­разно начинать со структуры эвтектического белого чугуна.

Микроструктура эвтектического белого чугуна. Микрострук­тура эвтектического белого чугуна состоит только из одного леде­бурита (цементитной эвтектики), образующегося при 1147° С при эвтектической кристаллизации жидкого сплава с содержанием 4,3% С и состоящего (при 1147° С) из эвтектического цементита и аустенита, содержащего 2,14% С (точка Е на диаграмме железо— цементит). При последующем охлаждении вследствие уменьшения растворимости углерода в аустените (линия SE на диаграмме железо—цементит, рис. 1) из аустенита выделяется (как и в заэвтектоидных сталях) вторичный цементит. Вторичный це­ментит сливается с цементитом эвтектическим, поэтому в струк­туре эвтектики невозможно указать, где находится в отдельности эвтектический цементит и вторичный цементит.

При 727° С эвтектика состоит из цементита (эвтектического и вторичного) и аустенита с содержанием 0,8% С. При этой тем­пературе аустенит превращается в перлит. Таким образом, после полного охлаждения ледебурит (цементитная эвтектика) состоит из цементита и перлита (рис. 2).

Микроструктура доэвтектического белого чугуна. Доэвтектический белый чугун после полного охлаждения имеет следующую структуру: ледебурит (цементитная эвтектика) + перлит + вто­ричный цементит. Вторичный цементит выделяется из аустенита, содержащего при 1147°С— 2,14% С, а при 727° С —0,8% С.

Рис. 1. Правая часть диа­граммы состояния железо —це­ментит

Рис. 2. Эвтектический белый чугун

В белых чугунах с низким содержанием углерода (близким к 2,14%) вторичный цементит выявляется достаточно отчетливо, так как в таких чугунах мало ледебурита.

С увеличением содержания углерода, когда ледебурита становится относительно много, вторичный цементит в структуре сливается с цементитом ледебу­рита (эвтектическим). Можно считать, что структура таких доэвтектических белых чугунов состоит из ледебурита (цементитной эвтектики) и перлита. На рис. 3 дана микроструктура доэвтектического белого чугуна.

Микроструктура заэвтектического белого чугуна. Микрострук­тура заэвтектического белого чугуна состоит из ледебурита (цемен­титной эвтектики) и первичного цементита (рис. 4).

Рис. 3. Доэвтектический белый чугун—перлит, ледебурит и цементит вторичный (х500)

Рис. 4 Заэвтектический белый чугун — цементит первичный и ле­дебурит (х500)