Белый чугун

     Введение

     Для выполнения контрольной работы нами был выбран вопрос №5:

«Какие из перечисленных ниже структурных составляющих могут содержаться в белом чугуне: феррит, перлит, ледебурит, графит, цементит?» 

     Прежде, чем мы начнем анализ структуры белого чугуна, дадим общее определение чугуна. Чугунами называются литейные железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода от 2,14 до 6,67%. В технических чугунах кроме  углерода содержится 81(до 4...5%), Мп(до 2%), 8(до 0,15%) и Р(до 0,3%).

     В зависимости от состояния и содержания углерода в чугуне различают: белые и серые (по цвету излома, который обуславливается структурой углерода в чугуне в виде карбида железа или свободного графита), высокопрочные с шаровидным графитом, ковкие чугуны, чугуны с вермикулярным графитом.

     Чугуны, в структуре которых весь углерод  присутствует в химически связанном  состоянии в виде цементита Fe₃C, называются белыми чугунами.

     В данной работе мы займемся рассмотрением  их структуры. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Анализ  структуры белого чугуна

     Фазово-структурные превращения и  микроструктура белых чугунов описываются     диаграммой состояния "Fе - Fe₃C ",  согласно которой они подразделяются   на доэвтектические (С < 4.3%), эвтектический ( С = 4,3%), и заэвтектические    (C > 4,3%).  По  линии   ликвидус   в   доэвтектических белых чугунах  из   жидкого раствора выделяются кристаллы аустенита (А). При 1147°С  первичная кристаллизация заканчивается образованием эвтектики —   ледебурита аустенитного Л (А+Ц ).  В интервале 1147...727°С  из   аустенита выделяется вторичный цементит (Цд), а при 727°С аустенит превращается в перлит П (Ф+Ц). В итоге первичной и вторичной кристаллизации образуется микроструктура, состоящая из трех структурных составляющих (рис.1): перлита (крупные темные зерна), вторичного цементита (белая  составляющая), ледебурита перлитного  Л (П+Ц) (ячеистая  составляющая, в   которой на белом цементитном поле располагаются мелкие темные включения перлита).

     Рис. 1. Микроструктура белого доэвтектического чугуна.

     Эвтектический БЧ состоит из одного ледебурита, а заэвтектические — из цементита первичного Ц, и ледебурита.  
 
 

     Заключение

     Таким образом, ответом на вопрос будет следующее утверждение: из всех перечисленных в вопросе структурных составляющих в белом чугуне могут содержаться только перлит, ледебурит и цементит.

     Стоит отметить, каким образом такой состав влияет на качественные характеристики белых чугунов. Наличие в структуре белых чугунов большого количества твердого цементита (в перлите, ледебурите и избыточного)  делает их очень твердыми (НВ = 4500...5500 МПа) и хрупкими. Вследствие высокой твердости они хорошо сопротивляются износу, но очень плохо обрабатываются резанием, поэтому их применение ограничивается изготовлением лишь некоторых литых изделий, работающих на истирание и обычно не требующих дополнительной механической обработки. 
 

     Литература

1. Технология металлов и конструкционные материалы: Учебник для машиностроительных техникумов / Б.А. Кузьмин, Ю.Е. Абраменко, В.К. Ефремов и др.; под ред. Б.А. Кузьмина. – М. Машиностроение, 1981. – 351 с., ил.
2. Лабораторный практикум по материаловедению / P.M. Голубчик, А.В.Зайцева, В.М. Качалов и др.; Под ред. В.М. Качалова. – М. Изд-во МЭИ, 1998. - 61с.