МОРФОЛОГІЯ ВКЛЮЧЕНЬ ГРАФІТУ ПРИ ПЕРЕПЛАВІ ЧАВУНУ З КУЛЯСТИМ ГРАФІТОМ

Анотація

Найбільш поширеним у світовій практиці способом отримання високоміцного чавуну є магнієвий процес, заснований на введенні в розплав металевого магнію, магнієвих лігатур і комплексних модифікаторів, що містять магній.Але в літературі відсутні дані про процес десфероїдизації графіту при повторному переплавленні чавуну з кулястим графітом.У зв’язку з цим метою даної роботибуло розроблено методику вивчення кінетики переходу графітових включень від кулястої до пластинчастої форми при повторному переплавлені чавуну з кулястим графітом.
В ході проведення експерименту було використано 3 зразки які нагрівали до температури 1120…1170  C та витримувалися на протязі 30, 45 та 120 секунд.
Металографічний аналіз зразків показав, що всі зразки мають характерні зони незалежно від часу витримки;
- зону вихідного чавуну (частина зразка, яка не перегрівалась вище температури плавлення);
- перехідну зону, що знаходилася на межі температур плавлення і температур твердої фази;
- зону з пластинчастим графітом (частина зразка, що примусово проплавляли на протязі певного часу).
Для визначення ширини перехідної зони було зроблено виміри з 5 полів зору для кожного зразка. За результатами вимірів було встановлено (табл. 3.1)

Таблиця 3.1 – Характеристика перехідної зони
Час витримки,
с Ширина перехідної зони, мм
Поля зору Середнє, мм
1 2 3 4 5
30 1,0 0,9 0,9 1,0 1,0 0,96
45 1,1 1,0 1,1 1,1 1,1 1,08
120 2,3 2,2 2,4 2,2 2,1 2,25

За результати металографічного дослідження був встановлений ступінь сфероїдизації графіту та середню кількість графітових включень (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 – Результати металографічного дослідження
Час плавлення зразка, сек Середня ширина перехідної зони, мм Ступінь сфероїдизації графіту, % Середня кількість графітових включень, %
Вихідний чавун – 95…98 12,3
30 0,96 75…77 11.7
45 1,08 55…60 10,1
120 2,25 50…55 12,2

За результатами роботи зроблені наступні висновки:
Всі зразки мають три основні зони: зону з кулястим графітом, перехідну зону та зону з пластинчастим графітом.
При постійній температурі витримки ширина перехідної зони зі зменшенням часу від 120 с до 30 с зменшується від 2,25 мм до 0,96 мм відповідно.
Розмір графітових включень в перехідній зоні при збільшенні часу від 30с до 120 с зменшується від 24мкм до 18мкм.
Якщо розглядати процеси, що відбуваються при різних тривалостях витримки як складові одного процесу, то можна припустити наступний механізм кінетики зміни форми графіту: у зоні, що знаходилась між тією частиною зразка, що розплавлялась і тією, що примусово охолоджувалась, відбувся розпад кулястого графу з утворенням пластинчатого за рахунок випаровування залишкового магнію з чавуну при температурі 1150 °C.