Легированные чугуны

Легированные чугуны получают введением в процессе выплавки в состав чугуна (чаще серого) никеля, хрома, марганца, ванадия, титана, меди и других легирующих элементов, которые способствуют измельчению перлита и графита в его структуре. Низколегированные чугуны имеют перлитную или бейнитную структуру матрицы, среднелегированные - мартенситную, высоколегированные - аустенитную или ферритную. По основному легирующему элементу различают хромистые, никелевые, алюминиевые и другие легированные чугуны. Легированием достигается улучшение прочностных и эксплуатационных характеристик чугуна и особых свойств: износостойкости, жаропрочности, коррозионной стойкости, немагнитности и др.

8.3. Порядок выполнения работы

1. Начертить правую часть (чугунный участок) диаграммы состояния Fe – Fe₃C и обозначить стабильное равновесие Fe – C пунктирными линиями. Описать процессы превращений из жидкого расплава, происходящее при охлаждении белых чугунов с различными содержаниями углерода.

2. Подготовленный микрошлиф установить на предметный столик металлографического микроскопа. Настроить резкость с помощью макро-, а затем микровинта. Рассмотреть различные поверхности микрошлифа, выбрать и зарисовать поверхность с наиболее четко выраженной микроструктурой.

3. В исследуемых микрошлифах белого, серого, высокопрочного и ковкого чугунов определить (приблизительно) содержание связанного углерода по количеству перлитной фазы.

4. Сделать заключение о зависимости свойств чугунов от формы графитовых включений и фазового состава металлической основы

8.4. Содержание отчета

1. Название работы, цель и задание.

2. Схему отжига белого чугуна на ковкий чугун.

3. Микроструктуры чугунов.

4. Ответ на индивидуальный вопрос.

Оборудование и материалы: металлографический микроскоп, диаграмма состояния Fe – Fe₃C, структурные диаграммы чугунов в зависимости от содержания углерода и кремния и толщины стенок отливок, комплекты микрошлифов чугунов нетравленных и травленных.

8.5. Контрольные вопросы

1. Какой углерод называется свободным и химически связанным?

2. В чем принципиальное отличие между белым и серым чугунами?

3. Основные формы графитовых включений и в каких чугунах они встречаются?

4. Виды металлических основ в серых, ковких и высокопрочных чугунах.

5. Маркировка серых, ковких и высокопрочных чугунов.

6. Основные структурные составляющие белых чугунов.

7. Фосфидная эвтектика чугунов, влияние на свойства.

8. Графит какой формы менее всего ослабляет металлическую основу чугуна?

9. Способы получения серого и высоко прочного чугунов.

10.При каких условиях образуется хлопьевидный графит в ковком чугуне?

11.Какие преимущества имеют чугуны перед сталями?

Литература

I. Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металллургия, 1986. – 542 с.

2. Арзамасов Б.И. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1986.

3. Лахтин Ю.М., Леонтьева Б.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение, 1990. – 493 с.

4. Основы материаловедения. Под ред. И.И.Сидорина. - М.: Машиностроение, 1976.

5. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. - М.: Металлургия, 1983.

6. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. - М.: Металлургия, 1984. 359 с.

7. Руководство к лабораторным работам по материаловедению. Под ред. И,И.Сидорина. - М.: Высшая школа, 1967.