Микроструктура белых чугунов

В белых чугунах весь углерод находится в связанном состоянии, т.е. в виде цементита (цементит - это химическое соединение углерода с железом, карбид железа Fe₃C). Такое название чугун получил по виду излома, который имеет матово-белый цвет.

Белый чугун в зависимости от содержания углерода разделяется на доэвтектический (от 2,14 до 4,3 % С), эвтектический (4,3 % С) и заэвтектический (от 4,3 до 6,67 % С). Во всех белых чугунах имеется ледебурит - это эвтектическая смесь аустенита и цементита, образуется при кристаллизации жидкого сплава с концентрацией углерода в жидкости 4,3 % (горизонталь ЕСF).

Микроструктура эвтектического белого чугуна состоит только из одного ледебурита. При температуре 727 °С аустенит превращается в перлит (линия РSК). Таким образом, после полного охлаждения ледебурит состоит из цементита и перлита (рисунок 4). Свойства этого чугуна в основном определяются свойствами цементита, который пронизывает эвтектическую колонию. В связи с этим ледебурит отличается, подобно цементиту, большей твердостью и хрупкостью, не куется и не прокатывается ни в холодном, ни в горячем состоянии.

Микроструктура доэвтектического белого чугуна после полной кристаллизации (Т=1147 °С) имеет структуру: ледебурит-аустенит-цементит вторичный. Вторичный цементит выделяется из аустенита, содержащего при Т = 1147 °С - 2,14 % С, а при Т = 727 °С - 0,8 % С. При полном охлаждении сплава структура состоит из избыточного перлита (бывшего аустенитом), ледебурита превращенного (перлит + цементит) и цементита вторичного.

а – эвтектический (ледебурит); б – доэвтектический (перлит, цементит вторичный и ледебурит); в – заэвтектический (ледебурит и цементит первичный)

Рисунок 4 – Микроструктура белых чугунов и ее схематическое изображение

Микроструктура белого заэвтектического чугуна характерна избыточными кристаллами цементита (белые пластины) и превращенным ледебуритом, состоящим из темных участков перлита и светлой основы цементита.