Бейнитный высокопрочный чугун с шаровидным графитом
жүктеу/скачать 83.54 Kb.
|
| Бейнитный высокопрочный чугун с шаровидным графитом
К бейнитным чугунам относятся чугуны, структура металлической основы которых частично или полностью состоит из бейнита. Бейнитные структуры образуются в результате превращения аустенита при температуре 250-500°С и непрерывного охлаждения аустенизированного легированного чугуна со скоростью выше критической или изотермической выдержки аустенизированного чугуна в интервале температур бейнитного превращения. Аустенит при температуре 500-350 °С распадается на феррит (α-фазу) и γ-аустенит с повышенным содержанием углерода. Длительная выдержка при температуре распада аустенита приводит к образованию дисперсных карбидов. Распад аустенита при изотермической выдержке зависит от его состояния, т.е. от содержания углерода и химического состава чугуна.  При высокой температуре аустенизации концентрация углерода в аустените повышается и последующий распад аустенита затрудняется. Содержание углерода, растворенного в аустените, определяется длительностью выдержки при температуре аустенизации. На рис. 1 показано влияние температуры и времени выдержки при перлитной и ферритной исходной структуре на количество связанного углерода в чугуне.
Рис. 1. Зависимость количества связанного углерода ССВ в чугуне от температуры и времени выдержки при перлитной и ферритной исходной структуре: 1,2 - 1000 °С; ^-950 °С; 4,6-850 °С; 5-900 °С; 7-800 °С; сплошная - феррит; штриховая - перлит
1) скорость, с которой отливка с определенными формой и толщиной стенки может быть охлаждена в определенной закалочной среде; 2) прокаливаемость чугуна, которая должна быть достаточной для подавления перлитного превращения во время охлаждения до температуры изотермической выдержки. Скорость охлаждения ЧШГ в соляной ванне можно рассчитать по уравнению: lgv = 9,41 - l,56 lgD> - 2,54 lgТ, где v – скорость охлаждения,°С/с; D – диаметр цилиндра, мм; Т – температура соляной ванны, °С. В структуре нижнего бейнита α - фаза, образованная в зернах исходного аустенита, аналогична мартенситным иглам и по перенасыщенности ее углеродом занимают промежуточное положение между мартенситом и ферритом. При длительной выдержке из нее выделяется углерод, формируя дисперсное строение карбидов. Аустенит при образовании и выделении a-фазы оказывается менее пересыщенным углеродом, чем при образовании верхнего бейнита. Бейнитные структуры нестабильны, поэтому максимальные температуры эксплуатации и отпуска не должны превышать температур изотермического распада аустенита. Нераспавшийся при бейнитном превращении аустенит обычно называют остаточным, хотя он отличается от исходного содержанием углерода. Свойства бейнита определяются его структурой, которая при данной температуре Та и длительности ta аустенизации зависит от температуры Ти и длительности tи изотермической выдержки в области температур бейнитного превращения. С понижением Tи массовая доля углерода в феррите бейнита повышается, структура его приобретает игольчатый характер, прочность и твердость сначала растут, а затем снижаются. Нижний бейнит отличается от верхнего более ярко выраженными игольча-тостью и рельефностью структуры. При получении бейнита в результате регулируемого охлаждения отливок из легированного чугуна, т.е. при превращении аустенита в определенном интервале температур, структура формируется неоднородной и может состоять из конгломерата структур сорбитообразного перлита, верхнего и нижнего бейнита, мартенсита и остаточного аустенита. В чугуне возникают значительные, главным образом фазовые, напряжения, для снижения уровня которых обычно производится отпуск. Механические свойства фаз и структурных-составляющих металлической основы чугуна приведены в табл. 1. Таблица 1. Механические свойства фаз и структурных составляющих металлической основы чугуна
Процесс аустенизации - скорость и температура превращения и связанное с этим изменение объема у чугуна и стали имеют существенное различие. Аустенит образуется главным образом вокруг включений графита при высоких температурах и по границам зерен при низких температурах бейнитного превращения. При этом σВ, σ0,2 и твердость увеличиваются с ростом объемного содержания бейнита. Механические и физические свойства ЧШГ с различными матрицами, в том числе бейнитной, приведены в табл. 2. Таблица 2. Механические и физические свойства ЧШГ с различной структурой металлической основы
жүктеу/скачать 83.54 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||