Перлитной структуре

Для получения перлитной структуры отливки из белого чугуна отжигают по режиму, приведенному на рис. 4.44, б. Длительность отжига 17—24 ч.

Высокие остаточные напряжения возникают яри термообработке, особенно при закалке с резким охлаждением. В результате неодинаковых условий теплоотвода от поверхностных и внутренних слоев металла, а также на участках переходов образуются, зоны повышенных напряжений, нередко приводящие к появлению закалочных трещин. У материалов, которым свойственна низкая прокаливаемость, это явление усугубляется взаимодействием прокаленных и непрокаленных зон; Зоны мартенсита, который обладает наибольшим удельным объемом, подвергаются сжатию действием смежных более плотных слоев трооститной, еорбитной или перлитной структуры, в которых возникают реактивные напряжения растяжения.

Малая прочность серых чугунов обусловлена главным образом пластинчатой формой графитных включений (рис. 80, а), эквивалентных внутренним трещинам. Перлитизация (присадка силикокальция, ферроСилн-ция, графитного порошка) способствует получению наиболее благоприятной для прочности перлитной структуры (рис. 80, 6), коагуляции графита, уменьшает склонность к отбелу и повышает прочность на 30—50%.;

Углеродистые стали особенно склонны к водородному растрескиванию после термической обработки, приводящей к образованию мартенсита; менее склонны стали перлитной структуры. Показано, что углеродистая сталь, прошедшая термообработку с образованием сфероидальных карбидов, менее склонна к растрес-

Характеристикой перлитной структуры служит также окончательный размер колоний (перлитных зерен). Чем меньше размер аустенитных зерен и ниже температура превращения, тем меньше размер перлитных зерен. С уменьшением их размера повышаются механические свойства структуры.

Эвтектоидное превращение контролируется диффузией атомов углерода, приводящей к формированию перлитной структуры.

Цирконий является аналогом титана; его применяют главным збразом для модифицирования чугуна с целью уменьшения отбели-)ания и получения однородной перлитной структуры.

Оптимальным для выявления микроэлектрохимической гетерогенности феррито-перлитной структуры оказался электролит состава: 0,0092-н. H2SO4 + 0,14%Н2О2 + 0,00005% К2Сг2О7. Микрокапилляр электрода сравнения (срез диаметром менее 1 мкм) заполняли 0,012-н. раствором серной кислоты.

Рис. 69. Распределение микроэлектродных потенциалов на поверхности феррито-перлитной структуры стали 20. Штриховкой схематически показаны перлитные зерна

Оптимальным для выявления микроэлектрохимической гетерогенности феррито-перлитной структуры оказался электролит состава: 0,0092 н. H2SO4 + 0,14% Н2Оа + 0,0005% К2Сг2О7. Микрокапилляр электрода сравнения (срез диаметром менее 1 мкм) заполняли 0,012 н. HaSO4.

Для проведения экспериментов брали низкоуглеродистую сталь 11375.1 ферритно-перлитной структуры, химического состава — 0,1 % С; 0,3 Мп; 0,25 % Si; 0,01 % Р; 0,03 % S и с основными механическими свойствами о~02 = 263 МПа; сгв = 392 МПа; ё5 = 42 %; $ = 72,4 %.

Простое увеличение углерода при феррито-перлитной структуре (нормализованное состояние) приводит к повышению прочности и порога хладноломкости. Максимальная прочность при такой структуре соответствует содержанию углерода примерно 1 % С и достигает всего лишь 100 кгс/мм2 (см. выше рис. 148), тогда как порог хладноломкости лежит ниже 0°С лишь при содержании углерода не более 0,4%.

* Напомним читателю, что сгв — предел прочности — характеризует прочность стали стт при феррито-перлитной структуре 0,5—0,6 от <<тв, a TSO — порог хладноломкости — соответствует температуре, когда в изломе образца 50% вязкой составляющей, а ар — работа распространения вязкой трещины, численно равная ударной вязкости образца с трещиной. Первое (Т$0) характеризует сопротивление стали хрупкому разрушению, а второе (ар) — вязкому разрушению. Цифры вязкости соответствуют нормализованной стали 40 обычной чистоты и обычного размера зерна (зерно № 5—8).

ментит в ферритной матрице, пластинчатый цементит в перлитной структуре или сфероидальный цементит в структуре мартенсита после отпуска.

Давно известно, что дисперсная фаза упрочняет матрицу. Прочна сталь, содержащая дисперсные частицы цементита в ферритной матрице, независимо от того, представляют ли они собой пластинчатый цементит в перлитной структуре или сферический цементит в отпущенном мартенсите. Высокая прочность никелевых сплавов 'в большинстве случаев обеспечивается наличием фазы-упрочиителя NisAl(Ti). С увеличением содержания в сплаве алюминия и титана улучшаются его механические свойства. Однако с повышением температуры до 0,8 температуры плавления сплава частицы NisAl(Ti) переходят в раствор. Присадки других тугоплавких элементов, введение в сплав кобальта ненамного затрудняют процесс диффузии атомов алюминия и титана.

По второму варианту содержание кремния также около 2%, но понижено содержание С0ди( (2,6- 2,9%) и увеличено количество марганца (до 1,50/о). Это обеспечивает умеренное выделение мелкого графита в сплошной перлитной структуре. Содержание С -f- Si составляет примерно 4,7 —4,8и/о. Вследствие пониженного содержания углерода при повышенном содержании кремния отливки принадлежат к уширенной части перлитной области на диаграмме Маурера. Это определяет независимость структуры от толщины стенок в значительном интервале изменения сечений и возможность отливать разностенные отливки с обеспеченной перлитной структурой из чугуна одной шихты.

Обезуглероженный ковкий чугун благодаря своей перлитной структуре и малому количеству углерода отжига даёт более чистую поверхность обработки, а при нарезке — весьма чистую несрывающуюся резьбу.

от химического состава чугуна). При перлитной структуре металлической основы чугуна степень его графитизации равна единице.

Усталостная прочность серого чугуна, как показали исследования на машине с вращательно-изгибающими нагрузками при скорости вращения 1800 об/мин, при перлитной структуре, повышается с уменьшением длины графитовых включений [20]. Усталостные явления могут возникать в результате

Так, например, при шаровидной форме графита и перлитной структуре металлической основы чугуна могут быть получены наиболее высокие показатели предела прочности при растяжении.

В литом состоянии предел прочности чугуна при перлитной структуре достигает 60—70 кГ/мм?.

Предел прочности при кручении у чугуна, имеющего ферритную структуру, составляет около 42 кГ/мм2 (при ферритной структуре) и около 60—70 кГ/лш2 (при перлитной структуре).