6.8.3 Формирование структуры ковкого чугуна

Ковкий чугун получают путем специальной термической обработки (графитизирующего отжига) отливок белого чугуна. Отливки нагревают до 900 - 1000°С. При этом происходит графитизация цементита, то есть распад его на аустенит и графит. Графит образуется обычно в отдельных местах, на структурных несовершенствах (дефектах). Частички графита растут за счет растворения цементита и диффузионного перемещения атомов углерода. Такой механизм ведет к образованию компактной формы графита - в виде хлопьев.

Схема режима графитизирующего отжига приведена на рисунке 6.8.

Т

950 - 970  С І стадия графитизации

760°С П стадия

720°С графитизации



Во время первой стадии происходит графитизация цементита. Вторая стадия может осуществляться по-разному. Если в интервале эвтектоидного превращения проводить очень медленное охлаждение, образуется феррито-графитный эвтектоид, и, таким образом, будет получен чугун на ферритной основе. Такой же результат будет иметь место, если охлаждение в этом температурном интервале вести не очень медленно, но произвести выдержку немного ниже эвтектоидной температуры. Во время выдержки происходит графитизация цементита перлита. Если вторую стадию графитизаци совсем не проводить, получим чугун на перлитной основе. Если эту стадию не довести до конца, сформируется феррито-перлитная металлическая основа.

Благодаря компактной форме графита ковкие чугуны характеризуются повышенными механическими свойствами, которые приближают их к высокопрочным. При испытаниях образцов ковких и высокопрочных чугунов на растяжение выявляется некоторая пластичность, которая полностью отсутствует в серых чугунах. Отметим также, что название ковкие чугуны условно. Изделия из них получают литьем и пластической деформации они не подвергаются.