Превращения чугунов

В сплавах с содержанием углерода более 2,14% при кристаллизации происходит эвтектическое превращение. Такие сплавы называют белыми чугунами. Сплав II (рис.6.4) — эв­тектический белый чугун (4,3 % С) кристаллизуется при эвтекти­ческой температуре изотермиче­ски с одновременным выделением двух фаз: аустенита состава точ­ки Еи цементита. Образующаяся смесь этих фаз, как известно, на­звана ледебуритом. Фазовый со­став ледебурита, как и любой эв­тектики, постоянен и определяет­ся отношением отрезков Ц/А_E = EC/CF.

При дальнейшем охлаждении концентрация углерода в аустените из­меняется по линии ESвследствие выделения вторичного цементита и к температуре эвтектоидного превращения принимает значение 0,8%С. При температуре линии PSKаустенит в ледебурите претерпевает эвтектоидное превращение в перлит.

Рис.6.4. Часть диаграммы состояния Fe – Fe₃C для высокоуглеродистых сплавов (чугунов).

В доэвтектических белых чугунах (< 4,3%С) кристаллизация спла­ва начинается с выделения аустенита из жидкого раствора. В сплаве I (см. рис.6.4) этот процесс идет в интервале температур точек 1 - 2. При температуре точки 2образуется эвтектика (ледебурит):

Ж_C + А_Е Þ [А_E + Ц] + А_Е.

При последующем охлаждении из аустенита, структурно свободного и входящего в ледебурит, выделяется вторичный цементит. Обедненный вследствие этого аустенит при 727°С превращается в перлит.

Структура доэвтектического белого чугуна состоит из крупных темных полей перлита, образовавшегося из структурно свободного аустенита, на фоне ледебурита (см. рис на фотографии).

Сплав III(см. рис.6.4) - заэвтектический белый чугун (> 4,3 % С). В заэвтектических чугунах кристаллизация начинается с выделения из жидкого раствора кристаллов первичного цементита в интервале темпе­ратур точек 5 - 6;при этом состав жидкой фазы изменяется согласно ли­нии DC. Первичная кристаллизация заканчивается эвтектическим пре­вращением, с образованием ледебурита. При дальнейшим охлаждении происходят превращения в твердом состоянии, такие же, как в сплаве II.

Конечная структура заэвтектического чугуна при 20 - 25°С состоит из ледебурита, на фоне которого видны темные участки перлита. Резко выделяются крупные пластинки первичного цементита (см. рис. на фотографии).