|
Чугун с хлопьевидным графитом, который получается из белого
чугуна в результате специального графитизирующего отжига (томления) - это ковкий чугун.
При его производстве весьма существенно получить при отливке
чисто белый чугун, так как частичная графитизация при литье и, следовательно,
образование пластинчатого графита вызовут при последующей графитизации отложение
графита на этих пластинках. Такой чугун будет иметь пониженные свойства,
близкие к свойствам простого серого чугуна.
Несмотря на стремление получить в отливке белый чугун, не
следует чрезмерно увеличивать содержание элементов, препятствующих графитизации
(например, марганца), так как в этом случае будет трудно провести
графитизирующий отжиг. Поэтому состав ковкого чугуна ограничивается
сравнительно узкими пределами.
Из-за низкого содержания углерода получается малое
количество графитных образований и улучшается качество ковкого чугуна. Однако чугун с таким низким содержанием углерода
нельзя приготовить в вагранке, и для расплавления ковкого чугуна пользуются
специальными печами, что, естественно, повышает стоимость изделия.
Однако основная часть затрат на получение изделия из ковкого
чугуна приходится на отжиг, который является продолжительной и дорогой
операцией.
Рассмотрим структурные изменения, совершающиеся при отжиге
белого чугуна при получении из него ковкого.
При нагреве белого чугуна выше линии образуются аустенит и
цементит; цементит при этих температурах распадается с образованием хлопьев
графита (I стадия графнтизации). Если затем охладить чугун ниже РSК и дать длительную выдержку
(что равноценно очень медленному охлаждению), то распадается цементит перлита
(II стадия графитизации). При такой обработке весь углерод выделится в
свободном состоянии и структура чугуна будет состоять из углерода и включений
хлопьевидного углерода отжига. Такой чугун называется ферритным ковким чугуном.
Если сломать изделие из ферритного ковкого чугуна, то вследствие большого числа графитных включений в
ферритной основе получается матовый темный излом. Из-за такого вида излома
ферритный ковкий чугун называется черносердечным.
Если охлаждение (особенно в районе температур немного ниже
линии РSК диаграммы
железо - углерод) было недостаточно медленным или выдержка на II стадии
графитизации была недостаточна, то графитизация перлитного цементита может
протекать не до конца; в этом случае чугун приобретает структуру перлит+феррит+углерод
отжига. Такой чугун называется феррито-перлитным ковким чугуном.
Если охлаждение ниже критического интервала температур было
ускоренным (например, отливки охлаждали на воздухе), то процесс графитизации не
охватит цементит перлита; в этом случае чугун приобретает структуру
перлит+углерод отжига. Такой чугун называется перлитным ковким чугуном.
Имеется также способ (хотя мало применяемый) получения
ковкого чугуна с помощью отжига в обезуглероживающей среде (в руде, окалине, отжиг в специальных
атмосферах). При таком отжиге значительная часть углерода выгорает, а в
поверхностном слое глубиной до 1,5-2,0 мм получается полное обезуглероживание.
Обычно при таком отжиге выдержку ниже критической температуры не дают, и в
металлической основе сердцевины получается много перлита.
|
