Оценка степени графитизации чугуна

Структура чугуна в значительной мере определяется степенью графитизации. Поэтому весьма важно уметь правильно ее оценивать. Однако степень графитизации не может быть правильно охарактеризована ни абсолютным, ни относительным количеством графита, как это видно из следующего примера:

Как по абсолютному, так и по относительному количеству графита первый из приведенных составов чугуна кажется более графитизированным. Между тем, как то следует из количества связанного углерода (Ссв), оба чугуна имеют чисто перлитную структуру и, следовательно, в одинаковой степени графитизированы. Поэтому оценку степени графитизации (СГ) целесообразно производить по степени завершения первой и второй стадий графитизации, что наилучшим образом характеризует структуру чугуна. С этой целью предложены следующие формулы соответственно для первой и второй степени графитизации:

где Cпер — содержание углерода в перлите.

Для чисто перлитного чугуна обе формулы дают одно и то же значение степени графитизации СГ = 1,0. При наличии в структуре свободного цементита, когда первая стадия завершена не полностью, СГ меньше 1,0, при наличии же феррита СГ больше 1,0 и в частном случае, когда чугун имеет чисто ферритную структуру (Ссв = 0) и обе стадии графитизации завершены, СГ = 2,0. Такая оценка степени графитизации полностью характеризует структуру чугуна. Так, например, СГ = 0,5 показывает, что первая стадия завершена только наполовину, а СГ = 1,3 — что полностью завершена первая стадия и на 30% — вторая.

В заключение необходимо подчеркнуть, что все вышеприведенные и последующие расчеты структуры и критических точек, основанные на данных диаграмм состояния и не учитывающие влияния скорости охлаждения, применимы только для состояний более или менее близких к условиям равновесия. Практически этому соответствуют обычные отливки, заливаемые в песчаные формы. В случае же состояний далеких от равновесных (тонкостенные отливки, а также отливки заливаемые в металлические формы или подвергаемые закалке) необходимо принимать во внимание скорость охлаждения. Как правило, выделение фаз при этом задерживается и поэтому получается однородное строение (эвтектического или эвтектоидпого типа) в сравнительно большом диапазоне составов как меньших, так и больших критических по диаграмме состояния.