Графитизация. Факторы, влияющие на графитизацию.

Образование стабильной фазы графита в чугуне может происходить в результате непосредственного выделения его из жидкого (твердого) раствора или вследствие распада предварительно образовавшегося цементита. Процесс образования в чугуне (стали) графита называют графитизацией.

Для ускорения графитизации чугуна необходима достаточно высокая температура отжига (900-1000°С). При такой температуре в равновесии находятся аустенит и цементит. Графитизация идет путем образования зародышей графита и их роста за счет углерода, выделяющегося из цементита при его распаде. Поэтому зависимость степени графитизации от длительности отжига графически выражается типичной с-образной кривой. По-видимому, зародыши графита могут образовываться в аустените вследствие концентрационной флуктуации углерода. В БЧ при его затвердевании всегда образуется некоторое, хотя и незначительное, количество графита в виде мелких включений. Эти включения при отжиге, вероятно, также становятся зародышами графитизации. Зарождение графита является гетерогенным. Фундаментальную роль при этом играют различные дефекты, в первую очередь микроскопические нарушения сплошности. Движущая сила графитизации – это уменьшение свободной энергии при распаде цементита на железо и углерод. Скорость процесса графитизации определяется скоростью отвода атомов железа в аустените от поверхности аустенит-графит, т.к. скорость самодиффузии железа на несколько порядков меньше, чем скорость диффузии углерода. При графитизации образуются включения графита в виде сфероидов, которые по форме не имеют никакого сходства с цементитом, при распаде которого они образовались. Полной графитизации можно добиться, длительно выдерживая БЧ при двух температурах, например 1000 и 700°С. При 1000°С распадается эвтектический и частично вторичный цементит, а при 700 °С-остальная часть вторичного цементита и эвтектоидный цементит. В результате полной графитизации получается ферритно-графитовая структура. Чугун с такой структурой обладает высокой пластичностью, т.к. феррит пластичен, а графит в глобулярной форме незначительно уменьшает пластичность.

Дата добавления: 2015-07-16