Твердость чугуна

21.10.2019

Методы определения твердости весьма разнообразны. Наиболее распространенным (в пределах НВ 100—500) и в то же время наиболее точным и целесообразным является метод определения твердости по Бринелю (10х3000х30), причем десятимиллиметровый шарик тем более предпочтителен, чем крупнее выдеаения графита. Применение метода Бринеля при пятимиллиметровом шарике (5х750х30), а тем более методов Роквелла, Шора, Виккерса и др. допустимо только при мелком графите или на белом чугуне, иначе возможны большие расхождения между отдельными показаниями. Эти расхождения оказываются тем больше, чем меньше площадь измерения по тому или иному способу определения твердости и чем крупнее графит. Уже по одной этой причине соотношение между различными показателями твердости не могут оставаться постоянными и зависят в первую очередь от количества и величины выделений графита в чугуне. Зависимость эта еще более усложняется тем, что одни методы определения твердости зависят главным образом от пластических деформаций (методы Бринеля, Роквелла, Виккерса), другие — от упругих деформаций (метод Шора), третьи — от разрушающих (царапанье). Поэтому существующие рекомендации по переводу показателей твердости, определенной одним методом, в показатели по другим методам (рис. 181) являются приближенными.
Твердость чугуна

В противоположность упругим деформациям твердость зависит преимущественно от структуры матрицы и в сравнительно малой степени — от формы, количества и величины выделений графита.

Таким образом, твердость и упругость являются в этом отношении антиподами, в совокупности характеризующими структуру чугуна в целом. Как велико влияние структуры матрицы на твердость чугуна, видно из следующих данных:

Максимальной твердостью характеризуется мартенситно-цементитная матрица, как состоящая из фаз с наибольшей микротвердостью. Минимальной же микротвердостью Hu отличается графит:

Высокая микротвердость цементита является причиной того, что твердость графитизированных чугунов возрастает с увеличением количества перлита в структуре, в белом же чугуне наблюдается обратная зависимость (рис. 182) вследствие уменьшения при этом количества свободного цементита.

Большие колебания в твердости чугунов с разной структурой матрицы объясняются различием в составе и дисперсности фаз. Это относится прежде всего к перлиту, с измельчением которого твердость интенсивно возрастает:

Принципиально так же влияет и изменение зерна феррита и аустенита. Присутствие графита тоже оказывает влияние на твердость чугуна, хотя и значительно меньшее, чем влияние матрицы. Влияние графита обусловлено тем, что в первый период испытания сопротивление вдавливанию шарика или пирамиды оказывается пониженным и только во втором периоде, когда матрица у графита смыкается, это сопротивление достигает значений, присущих структуре металлической основы. Поэтому макротвердость при наличии графита оказывается пониженной, и в тем большей степени, чем больше количество графита и крупнее его выделения. На микротвердость же феррита при одном и том же составе чугуна, как показал К.И. Ващенко и его сотрудники, не влияют ни форма, ни количество графита:


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна