Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ЭВ ЭК ЭЛ ЭМ ЭН ЭР ЭС ЭТ ЭФ

Эвтектический аустенит

 
Зависимость состава эвтектического аустенита от температуры его образования позволяет воспользоваться методом анализа внутрикристаллической ликвации в аустенитной матрице эвтектических колоний для косвенной оценки влияния легирующих элементов на смещение эвтектического температурного интервала и проверки соответствующих данных, полученных другими методами. Необходимо учитывать, что результаты экспериментальных определений касаются первичных структур, полученных в условиях, отличных от фазовых равновесий. Данные о направлении внутрикристаллической ликвации могут иметь лишь качественное значение при оценке влияния легирующих на эвтектическую температуру. По этой же причине, а также ввиду наложения возможных эффектов частичной гомогенизации и структурных изменений после затвердевания оценка масштаба ликвации не может быть использована для количественной характеристики концентрационных соотношений в условиях фазовых равновесий. Указанные обстоятельства, естественно, сохраняют силу и при анализе ликвации в избыточном аустените.
Обратная ликвация меди в эвтектическом аустените отражает изменение равновесных условий в стабильной системе Fe-С - Си. Она может возникнуть в результате образования все более обедненного медью аустенита при охлаждении в эвтектическом интервале. Основное различие железных углов тройных диаграмм Fe-С - Си и Fe-С - Si связано с тем, что в двойной системе медь расширяет уобласть, а кремний выклинивает ее. В системе Fe-С - Си отсутствует плоскость четырехфаз-ного перитектического равновесия, но и здесь возможно возникновение обратной ликвации меди при появлении области Жг - - - г Ж2 - - Т с расслаивающейся жидкостью.
Обратная ликвация меди и кремния в эвтектическом аустените связана с влиянием этих элементов на температуру эвтектического равновесия. Можно заключить, что интервал между температурными областями эвтектической реакции в тройной стабильной и метастабильной системах под влиянием меди расширяется. Это необходимо учитывать при корректировке строения соответствующих узлов тройной диаграммы.
Для проверки высказанных предположений мы исследовали особенности внутрикристаллической ликвации в избыточном и эвтектическом аустените элементов, относящихся к обеим рассматриваемым категориям: первую представляли ( в порядке повышения активности углерода) алюминий, медь, никель, вторую ( в порядке повышения активности углерода) вольфрам, молибден, марганец, хром. Влияние большинства из них на температуры фазовых превращений при кристаллизации чугунов, в частности на смещение границ эвтектического интервала, изучено недостаточно.
При модифицировании чугуна магнием или церием включения графита приобретают шаровидную форму вслед, ствие изменения поверхностного натяжения на их гранях и обрастают эвтектическим аустенитом со всех сторон.
Сплавы, предназначавшиеся для определения знака ликвации легирующих элементов в избыточном и эвтектическом аустените, охлаждались в интервале кристаллизации со скоростью 10 - 15 град. В нем наряду с колониями аустенито-графитной эвтектики наблюдались участки ледебурита.
Микроструктура сплава г 2. а, б - X 200. в, г - X 1000. Травление ниталем. Микроморфологически силикокарбидная эвтектика подобна ледебуриту. Как показано в работе [7, 8], ледебурит состоит из цементита, проросшего нитевидными отростками дендритов эвтектического аустенита. Однако в отличие от пластинчатых колоний ледебурита колонии силикокарбидной эвтектики имеют вид ромбических или гексагональных призм. Макроморфологическое сходство эвтектических колоний сплава № 2 и кристаллов силико-карбида сплава № 1 подтверждает мысль, что ведущей фазой описываемой эвтектики является силикокарбид железа.
При кристаллизации эвтектического расплава диффузионное разделение жидкости на отдельные составляющие эвтектики приво-дит к ускоренному росту эвтектического цементита по сравнению с ростом первичных дендридов аустенита. Увеличение переохлаждения расширяет область кристаллизации эвтектики, так как скорость роста цементита превышает скорость образования и роста эвтектического аустенита. Эта особенность эвтектической кристаллизации чугунных расплавов, богатых углеродом, расширяет область существования псевдоэвтек-тических структур.
При охлаждении до эвтектической температуры равновесный состав жидкости и аустенита приближается к точкам на кривых СС и ЕЕ Г По достижении этой температуры осуществляется эвтектическая реакция: Ж - аустенит карбид, равновесные составы участвующих фаз определяются вершинами конодного треугольника, лежащими для карбида в точке Fe3C ( К), для аустенита на кривой EE V для жидкости на кривой СС Г В температурном интервале эвтектического превращения при постоянном составе карбида составы жидкости и аустенита описываются поворотом конодного треугольника вокруг вершины К. В предельном случае равновесие Ж - у определяется конодой C E V показывающей, что концентрация меди в эвтектическом аустените значительно выше, чем в жидкости. Описанный характер изменения равновесных составов указывает на возможность прямой ликвации меди в эвтектическом аустените при охлаждении в трехфазной области.
С) и при температуре 727 G кристаллы аустенита превратятся в перлит. На рис. 40 большие темные участки соответствуют перлиту, возникшему на месте структурно свободного аустенита, мелкие темные участки - перлит, возникший из кристаллов эвтектического аустенита. Микроструктура заэвтектического чугуна, например сплав ее, будет состоять из крупных светлых кристаллов структурно свободного первичного цементита и эвтектики.
Графитизирующее влияние самого углерода в сильной степени зависит от характера кристаллизации графита. В обычных серых чугунах эвтектическая колония графита начинает расти в виде лепестка или розетки из нескольких лепестков, врастающих острыми гранями в расплав. Эвтектическим аустенитом обрастают лишь боковые поверхности лепестков. Поэтому углерод поступает к графиту непосредственно из расплава и колония быстро разрастается, охватывая в своем диффузионном поле значительные объемы металла.
В первую очередь графит появлялся на границе твердого раствора и карбидов в участках первичного аустенита, превращенного в эвтектоидную смесь карбидов и феррита. Заметно позже и в меньшем количестве выделялся графит в участках превращенного эвтектического аустенита внутри ледебурита и тройной эвтектики. Такая эвтектоидная смесь здесь, как правило, вырождается, а получающаяся более грубая эвтектическая структура менее способствует зарождению центров графитизации.
Влияние содержания фосфора ( % на структуру эвтектического белого чугуна ( травление HNO3, X200. а - 1 0. 5 - 2 5. Затвердевая в тех же условиях, чугун аналогичного состава, но с 0 5 % Р, имел относительно тонкую ледебурит-чую структуру. На стыках колоний, разделенных полями фосфидной эвтектики, крупные ветви эвтектического аустенита значительно опережают фронт кристаллизации цементита. Они разрастаются в жидкости, обогащенной фосфором и затвердевающей в последнюю очередь.

Распределение кремния в структурных составляющих серого чугуна характеризуется, как показано выше, обратной микроликвацией. Однако при образовании первичного аустенита в малоуглеродистых чугунах ( - 2 5 - 2 7 % С) осевые зоны дендритных ветвей оказываются обедненными кремнием по сравнению с периферийными. Вместе с тем при эвтектической кристаллизации таких чугунов кремний обогащает первые участки эвтектического аустенита.
При охлаждении до эвтектической температуры равновесный состав жидкости и аустенита приближается к точкам на кривых СС и ЕЕ Г По достижении этой температуры осуществляется эвтектическая реакция: Ж - аустенит карбид, равновесные составы участвующих фаз определяются вершинами конодного треугольника, лежащими для карбида в точке Fe3C ( К), для аустенита на кривой EE V для жидкости на кривой СС Г В температурном интервале эвтектического превращения при постоянном составе карбида составы жидкости и аустенита описываются поворотом конодного треугольника вокруг вершины К. В предельном случае равновесие Ж - у определяется конодой C E V показывающей, что концентрация меди в эвтектическом аустените значительно выше, чем в жидкости. Описанный характер изменения равновесных составов указывает на возможность прямой ликвации меди в эвтектическом аустените при охлаждении в трехфазной области.
Цементито-аустенитная эвтектика в чугуне с 4 22 % С при содержании молибдена, %. Примером первого случая является образование конгломератных структур в доэвтгктическом белом чугуне с малой степенью эвтектичности. Когда жидкость в процессе кристаллизации приобретает эвтектический состав, она оказывается проросшей аустенитными дендритами. Если промежутки между их ветвями малы, то-даже в условиях относительно больших переохлаждений диффузионное разделение жидкости приводит к наслаиванию эвтектического аустенита на ветвях первичного.
Следует отметить некоторые трудности при точном количественном определении коэффициентов ликвации. Это вносит известную условность в определение коэффициента ликвации для избыточного аустенита из соотношения концентраций в центре и на границе дендритных ветвей. При наличии в структуре проб участков карбидной эвтектики пониженная растворимость ряда легирующих в карбиде может обусловить локальные изменения концентрации для смежных с ледебуритом слоев аустенита, что отразится на величине К-Ограничения точности определений связаны также с минимальным размером фокусируемого электронного пучка микрозонда, имеющим также важность при анализе состава эвтектических колоний с сильноразветвленным графитом. Особенно возрастают неточности при исследовании эвтектического аустенита в сплавах с низкой степенью эвтектичности.
В сильнопересыщенной углеродом жидкости над плоским аустенитным дендритом разрастается пластинка цементита, берущая начало от междендритных прожилок. Размеры такой пластинки относительно малы и весь слой над аустенитным дендритом представляет мозаику из пластинок. В промежутках между ними прорастает аустенит, который растет в виде нового дендритного слоя вдоль поверхности пластинок. В многократном повторении этого процесса и заключается поперечный рост пластиночной эвтектики. Следует обратить внимание на аустенитные прослойки между цементитными пластинками - пунктирная форма их сечений говорит о дендритном разрастании эвтектического аустенита.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11