Короткі теоретичні відомості. Залізовуглецеві сплави, що містять більше 2,14% С, називаються чавунами

Залізовуглецеві сплави, що містять більше 2,14% С, називаються чавунами. В залежності від швидкості охолоджування, вмісту домішок і подальшої обробки розрізняють чавуни білі, сірі, половинчасті, ковкі, модифіковані і високоміцні.

Білі чавуни. У цих сплавах весь вуглець знаходиться у вигляді цементиту, тому вони тверді і крихкі. Згідно діаграмі стану «залізо-цементит» білі чавуни діляться на наступні класи:

- доевтектичні, що містять вуглецю менше 4,3%;

- евтектичні, містять вуглецю 4,3%;

- заевтектичні, що містять вуглецю більше 4,3%.

При кімнатній температурі структура складає:

- доевтектичного чавуну – з перліту, цементиту вторинного і ледебуриту;

- евтектичного – з ледебуриту;

- заевтектичного – з цементиту первинного і ледебуриту.

Сірі чавуни. У цих сплавах вуглець знаходиться у вигляді пластинчастого графіту або у вигляді графіту і цементиту. Залежно від структури металевої основи розрізняють наступні види чавунів, відмінні по структурі і властивостям:

- феритний чавун – весь вуглець в ньому графітизований, чавун має структуру ферит і графіт;

- перлітний чавун – із загальної кількості вуглецю 0,80% його знаходиться у вигляді цементиту, інший – графітизований. Цей чавун має структуру перліту і графіту;

- ферито-перлітний чавун – із загальної кількості вуглецю менше 0,80% його знаходиться у вигляді цементиту, а решта вуглецю – у вигляді графітних включень. Цей чавун має структуру фериту, перліту і графіту.

Ковкий чавун. Цей сплав одержують шляхом тривалої витримки при високій температурі білого чавуну. В результаті цементит розпадається і чавун містить графіт у вигляді пластівців. Залежно від структури металевої основи ковкий чавун може бути феритним, перлітним і ферито-перлітним.

Модифікований чавун. Одержують цей чавун шляхом добавки в розплав модифікаторів (сплавів, що містять Сa, Si, Al і ін.) у малій кількості (менше одного відсотка). Структура – дрібнопластинчатий перліт з вельми дрібним графітом.

Високоміцний чавун. Одержують цей сплав шляхом подвійної модифікації добавкою в рідкий чавун перед розливанням магнію і феросиліцію. Графіт виходить у формі куль, металева основа чавуну може бути феритною, ферито-перлітною і перлітною.

Половинчастий чавун. Сірий чавун, що містить в структурі надмірний цементит, називається половинчастим. Структура такого чавуну спостерігається у крупних відливках в перехідній зоні від білого чавуну (у поверхневих шарах) до сірого (у центральних частинах відливок).

Матеріали, устаткування і приладдя

Для виконання роботи необхідні: мікроскоп, колекція мікрошліфів різних чавунів, спирт, вата, фільтрувальний папір, реактив для травлення (4%-й розчин азотної кислоти в спирті).

Хід роботи

Вивчення структури чавунів починають з нетравлених зразків для оцінки форми і розмірів графітних включень. Металева основа – яскраво-біла, графіт виглядає у вигляді включень темного кольору.

Далі вивчають мікроструктуру шліфів після травлення в 4%-у спиртному розчині азотної кислоти Слід мати на увазі, що на чорно-білих зображеннях перліт виглядатиме у вигляді темних (сірих) зерен, а ферит і цементит – білих. Насправді зерна перліту мають коричневий колір, фериту – жовтий, цементиту – яскраво-білий.

Замалювати і охарактеризувати спостережувані структури в порядку, вказаному викладачем, супроводжуючи зарисовки висновками. У висновках необхідно вказати форму графітних включень, структуру металевої основи, назву чавуну і збільшення, при якому розглядалася мікроструктура.

Зміст звіту

Звіт повинен містити: назва роботи, її мета і короткі теоретичні відомості з вказівкою всіх видів чавунів, зарисовки мікроструктур вивчених шліфів з висновками.

Лабораторна робота 4