Глава 7.3.1. Чугуны с графитом
Именно эти чугуны нашли широкое применение в промышленности. Чугуны — это литейные сплавы, которые используют для производства отливок. Чугуны обладают хорошей жидкотеку-честью (температура их затвердевания ниже, чем у сталей), а также малой усадкой за счет наличия в структуре свободного углерода в виде графита (см. подразд. 3.5).
Процесс образования графита в чугунах называется графити-зацией. Образование графита может происходить при его непосредственном выделении из жидкой фазы при очень медленном охлаждении, когда степень переохлаждения не превышает 5 °С (при более быстром охлаждении образуется цементит), или в результате распада цементита при длительных выдержках.
Цементит (Ц) распадается на свободный углерод в виде графита (Г) и твердый раствор углерода в железе аустенит (А) при температуре свыше 727 °С, или феррит (Ф) при более низкой температуре:
Различные неметаллические включения, присутствующие в жидком чугуне (А1203, Si02 и т.д.), являются центрами кристаллизации и облегчают процесс графитизации.
В зависимости от формы графитовых включений чугуны подразделяются на следующие виды:
Распад цементита может проходить полностью или частично. При неполном распаде цементит присутствует в структуре наряду с графитом. В зависимости от количества углерода, связанного в цементите (Ссвя;1), меняется структура металлической основы (матрицы) чугуна:
Таким образом, по структурным признакам можно выделить девять видов чугуна: три по форме графита (серый, высокопрочный и ковкий), каждый из которых может иметь ферритную, ферритно-перлитную или перлитную матрицу (табл. 7.1). Твердость и прочность перлита выше, чем феррита. Поэтому наибольшей прочностью и износостойкостью обладают чугуны с одинаковой формой графита на перлитной основе, наименьшей — на ферритной основе.