Чугуны Белый чугун Половинчатый чугун Серый чугун Низкое

Чугуны Белый чугун Половинчатый чугун Серый чугун Низкое содержание С и Si Среднее содержание C и Si Высокое содержание С и Si Быстрое охлаждение Медленная кристаллизация, быстро-в твердом состоянии Медленное охлаждение Есть ледебурит, нет графита Есть и графит , и ледебурит Есть графит, нет ледебурита 1

Белые чугуны • БЧ - сплавы метастабильной системы Fe –Fe 3 C, в которых эвтектическое превращение идет при 1147 ° С: Lc ↔ γE + Fe 3 CF, в результате которого в любом БЧ есть структурная составляющая ледебурит. • БЧ, как правило, доэвтектические сплавы, содержат от 2. 06 до 4. 3%С. • Структурным признаком БЧ является наличие в структуре ледебурита и отсутствие графита. 2

3

Серые чугуны • СЧ – как правило, доэвтектические сплавы, содержащие от 2. 03 до 4. 5%С, в которых кристаллизация идет только по стабильной диаграмме и заканчивается эвтектической реакцией 1153°С: Lc’↔γE’+Г. • Превращения в твердом состоянии могут идти как по стабильной так и по метастабильной диаграмма, и от этого зависит вид металлической основы: ферритная, перлитная, ферритно-перлитная или перлитноцементитная. • Структурным признаком СЧ является наличие в структуре графита и отсутствие ледебурита. 4

Название Микроструктура Эвтектическая и серого Составляющие эвтектоидная реакции чугуна, чугуна (СЧ) СЧ на ферритной основе Химический состав % С по массе, 1153 С: LС´ Е´ Гр, Ф. С. : Собщ<6 % , 738 С: ( S´ P´ Гр), , графит С. С. : Ссвяз = [0 0, 025] феррит, Ссв= Собщ - Ссвяз графит СЧ на 1153 С: (LС´ Е´ Гр), Ф. С. : , графит, Собщ<6 % , ферритно- 738 С: ( S´ P´ Гр), перлитной 727 С: ( S P Fe 3 C). С. С. : Fe 3 C Ссвяз = феррит, (0, 025 0, 8) основе графит, перлит Ссв= Собщ - Ссвяз СЧ на 1153 С (LС´ Е´ Гр), Ф. С. : Собщ<6 % , перлитной 727 С ( S P Fe 3 C). , графит, Fe 3 C Ссвяз = 0, 8 С. С. : основе перлит графит, Ссв= Собщ - Ссвяз 5

Половинчатые чугуны • ПЧ – сплавы, содержащие больше 2%С, в которых кристаллизация начинается по стабильной диаграмме с образованием графита, а заканчивается по метастабильной. • В результате в структуре ПЧ присутствует и графит и ледебурит. 6

Ледебурит • Ледебурит — структурная составляющая железоуглеродистых сплавов, главным образом чугунов, представляющая собой эвтектическую смесь аустенита и цементита в интервале температур 723— 1147 °C, или феррита и цементита ниже 723 °C. Назван в честь немецкого металлурга Карла Генриха Адольфа Ледебура, который открыл «железокарбидные зёрна» в чугунах в 1882 г. 7

Графит (в объеме и на шлифе) 8

Сферический графит в сером чугуне 9

White iron 5%C-Fe 10

Grey Cast Iron (ferrite matrix) 11

Ковкий чугун • Blackheart cast iron is produced by heating white cast iron at 900950 o. C for many days before cooling slowly. This results in a microstructure containing irregular though equiaxed nodules of graphite in a ferritic matrix. 12

Углерод в чугунах • Собщ = Ссвоб + Ссвяз, • Собщ – содержание углерода в сплаве • Ссвоб – углерод, который выделился в виде графита, т. е. не связан с атомами железа • Ссвяз – содержание углерода в металлической основе • * при условии, что Собщ ≥ 2 Ссвяз* Вид мет. основы 0 ФО 0 -0. 8 ФПО 0. 8 -2 ПЦО ≥ 2 ПЧ 13

Применение чугуна The microstructure of the roller ball, which is made of cast iron: the flakes of graphite are surrounded by ferrite, the brown is the peralite, and there is also the product of the lediburite eutectic which is not clear at this magnification. 14

Name Nominal composition [% by weight] Grey cast iron (ASTMA 48) C 3. 4, Si 1. 8, Mn 0. 5 Cast 25 0. 5 180 Engine cylinder blocks, flywheels, machine-tool bases White cast iron C 3. 4, Si 0. 7, Mn 0. 6 Cast (as cast) 25 0 450 Bearing surfaces Ductile or nodular iron C 3. 4, P 0. 1, Mn 0. 4, Ni 1. 0, Mg 0. 06 Cast 70 18 170 Gears, camshafts, crankshafts Ductile or nodular iron (ASTM A 339) — cast (quench tempered) 135 5 310 — Ni-hard type 2 C 2. 7, Si 0. 6, Mn 0. 5, Ni 4. 5, Cr 2. 0 Sand-cast 55 — 550 High strength applications Ni-resist type 2 C 3. 0, Si 2. 0, Mn 1. 0, Ni 20. 0, Cr 2. 5 Cast 27 2 140 Resistance to heat and corrosion Form and condition Tensile strength [ksi] Elongation [% (in 2 inches)] Hardness [Brinnel scale] Uses 15