Компоненты, модули, шаблоны и другие Расширения Joomla

При определенном содержании фосфора в чугуне появляется фосфидная эвтектика, которая имеет еще название «стэдит». Он представляет собой тройную эвтектику (рис.1), состоящую из  железа (тройной твердый раствор Fe-P-C), соединений Fe3P (фосфид железа) и Fe3C (карбид железа).

8 9 2 1
                                         а                                                б

Рисунок 1. Тройная фосфидная эвтектика в сером чугуне: а – 1500х, б – 2000х.


При 1500х (рис.1а) эвтектика представляет собой мелкие включения твердого раствора на светлом фоне; цементит и фосфид железа не различаются. При 2000х их можно различить (рис.1б). Фосфид железа более светлый, цементит слегка окрашен.

Любая эвтектика является наиболее легкоплавкой частью сплава. Сначала кристаллизуются дендриты, потом затвердевает металл в междендритном пространстве. А поскольку примеси и легирующие элементы скапливаются перед фронтом кристаллизации, то содержание их в междендритном пространстве намного больше, чем в среднем по всему сплаву. Поэтому концентрация определенных элементов в междендритном пространстве может достигать эвтектической концентрации.
В стали фосфор является вредной примесью. Для чугуна это не всегда так. Увеличение количества фосфора желательно для художественного литья, потому что при этом повышается жидкотекучесть, и расплав заполняет мелкие изгибы формы. Фосфор уменьшает усадку чугуна.
Содержание фосфора в обычном чугунном литье колеблется от 0,1 до 1 %. Фосфидная эвтектика образуется при 10,5% фосфора (рис.2). У нее низкая температура плавления (950оС); эвтектика имеет вид отдельных пестрых, светлых островков или оболочек.

диаграмма состояния железо-фосфор

Рисунок 2. Фрагмент диаграммы состояния железо-фосфор

Форма выделения фосфидов зависит от процентного содержания фосфора в чугуне. В чугунах с содержанием фосфора до 0,5% большая его часть образует твердый раствор с ферритом. При содержании Р до 0,6-0,7% эвтектика выделяется в виде отдельных островков различной величины (рис. 3 а); при большом содержании фосфора образуется сплошная сетка фосфидов, и тем больше, чем сильнее был нагрет металл (рис. 3 б).

включения фосфидной эвтектики в чугуне  сетка фосфидной эвтектики в чугуне 
                             а                              б 

Рисунок 3. Отдельные включения фосфидной эвтектики (а) и формирование сетки (б)

Фосфидная эвтектика имеет высокую твердость. Она содержит около 10% Р и по плотности практически не отличается от стали. Поэтому при содержании в чугуне 1%Р фосфидная эвтектика в структуре будет занимать около 10%.

На рис. 1 и 2 была показана тройная фосфидная эвтектика (Fe-Fe3C-Fe3P), которая формируется быстром охлаждении. При медленном формируется двойная (или псевдодвойная эвтектика) Fe-Fe3P (рис.4). Она состоит из белой массы фосфида железа с включениями твердого раствора - феррита или аустенита. В последнем случае аустенит при охлаждении превращается в перлит.

32 14 2

 Рисунок 4. Псевдодвойная эвтектика в перлитном чугуне.

Фосфидная эвтектика отличается от других эвтектик чугуна. На рис.5 для сравнения показан ледебурит.

2.3б 2.2г2

Рисунок 5. Ледебуритная эвтектика в половинчатом чугуне

 

Металлографический микроскоп, несмотря на небольшую глубину резкости, позволяет рассматривать кристаллы веществ и минералов. Возможно это благодаря средствам оптического контрастирования, и, прежде всего, методу темнопольного освещения.

Читать дальше: Кристаллы

Изображений дендритной структуры металлов в Интернете очень мало, не считая известной фотографии кристалла Чернова, да еще схемы из учебника А.П. Гуляева. Но уже если заниматься структурами металлов, то надо знать, как они выглядят. В таком деле, как металловедение, никакое описание не заменит реальных изображений структур, их рассмотрения, осмысления, анализа.
Итак, дендриты в металлах. Прежде всего надо сказать, что дендритные структуры формируются, как правило, при кристаллизации из расплава.

Читать дальше: Дендриты в металлах

О ледебурите уже говорилось на этом сайте. Но все же эта тема заслуживает отдельного рассмотрения. В первую очередь следует сказать, что ледебурит – структурная составляющая чугуна, хотя есть класс ледебуритных сталей, в которых при неравновесной кристаллизации может наблюдаться ледебурит. Но это уже другая тема.

Читать дальше: Ледебурит

Как известно, скорость охлаждения вообще является существенным моментом при формировании структур стали. Формирование игольчатых структур связано с ускоренным охлаждением.

Читать дальше: Игольчатый феррит
Вверх