процес графітизації
Графіт - це поліморфна модифікація вуглецю. Так як графіт містить 100% вуглецю, а цементит - 6,67%, то рідка фаза і аустеніт за складом ближчі до цементиту, ніж до графіту. Отже, освіту цементиту з рідкої фази і аустеніту має протікати легше, ніж графіту.
З іншого боку, при нагріванні цементит розкладається на залізо і вуглець. Отже, графіт є більш стабільною фазою, ніж цементит.
Можливі два шляхи освіти графіту в чавуні.
- При сприятливих умовах (наявність в рідкій фазі готових центрів кристалізації графіту і дуже повільне охолодження) відбувається безпосереднє утворення графіту з рідкої фази.
- При розкладанні раніше утворився цементиту. При температурах вище 738 ° C цементит розкладається на суміш аустеніту і графіту за схемою:
При температурах нижче 738 ° С розкладання цементиту здійснюється за схемою:
При малих швидкостях охолодження ступінь розкладу цементиту більше.
Графітизацію з рідкої фази, а також від розпаду цементиту первинного і цементиту, що входить до складу евтектики, називають первинною стадією графітизації.
Виділення вторинного графіту з аустеніту називають проміжною стадією графітизації.
Освіта евтектоїдного графіту, а також графіту, що утворився в результаті цементиту, що входить до складу перліту, називають вторинною стадією графітизації.
Структура чавунів залежить від ступеня графітизації, тобто від того, скільки вуглецю знаходиться в зв'язаному стані.
Витримка при температурі більше 738 ° C призводить до графітизації надлишкового нерастворим цементиту. Якщо процес завершити повністю, то при високій температурі структура буде складатися з аустеніту і графіту, а після охолодження - з перліту і графіту.
При незавершеності процесу первинної графитизации, вище температури 738 ° C структура складається з аустеніту, графіту і цементиту, а нижче цієї температури - з перліту, графіту і цементиту.
При переході через критичну точку перетворення аустеніту в перліт, і витримці при температурі нижче критичної призведе до розпаду цементиту, що входить до складу перліту (вторинна графітизація). Якщо процес завершений повністю то структура складається з фериту і графіту, при незавершеності процесу - з перліту, фериту і графіту.