Чугун передельный

Чугун передельный один из первичных сплавов железа, выплавленный в доменной печи и идущий (в жидком или твёрдом виде) в переработку (передел) на сталь главным образом в мартеновских печах или кислородных конвертерах. Передельный чугун отличается низким содержанием Si и Mn (не более 1,75% каждого). Чугун передельный, предназначенный для кислородно-конвертерного передела, имеет более узкие пределы колебаний химического состава по Si, Mn и S.

Состав передельного чугуна находится в пределах: 3,1—3,6% С; 1,8—2,7 % Si; 0,5—0,8 % Мп; 0,3— 0,7 % Р; <0,15 % S. Повышенное содержание фосфора приво­дит к появлению фосфидной эвтектики (y + Fe3C + Fe3P). Для получения отбеленных с поверхности чугунных отливок приме­няют чугун передельный  с пониженным содержанием кремния (0,5—0,8 %).Отжиг передельного чугуна с целью его смягчения имеет большое практическое значение. Многие мелкие изделия сложной кон­фигурации экономически выгоднее отливать из белого чугуна, а затем отжигать, с тем, чтобы придать им достаточную пла­стичность, необходимую при их использовании в работе.тжиг передельного чугуна сводится к распаду цементита и полу­чению в структуре чугуна графита, т. е. Fe3C->-3Fe + C. Образующийся при отжиге графит называют углеродом отжига. В ре­зультате графитизирующего отжига получается продукт, называемый ковким чугуном. Название это условно, так как изде­лия из ковкого чугуна не подвергают ковке, их применяют в виде отожженных отливок. Передельный чугун, из которого полу­чают ковкий чугун, содержит около 2,5—3 % С, 0,3—0,8 % Мп и 0,7—1,0 % Si, т. е. относится к доэвтектическим сортам чу­гуна. Кремний при отжиге, как и при затвердевании серого чугуна, способствует графитизации, однако его пониженное со­держание позволяет получать в качестве исходного белый чу­гун. Излом изделия из ковкого чугуна, полученного в резуль­тате графитизирующего отжига, в середине имеет черный бархатистый цвет, а по краям он светлый из-за обезуглеро­живания.Для ускорения графитизации чугуна необходима достаточно высокая температура отжига (900—1000 °С). При такой тем­пературе в равновесии находятся аустенит и це­ментит. Графитизации идет путем образования зародышей гра­фита и их роста за счет углерода, выделяющегося из цементита при его распаде. Поэтому зависимость степени графитизации от длительности отжига графически выражается типичной кривой. По-видимому, зародыши графита могут обра­зовываться в аустените вследствие концентрационной флуктуа­ции углерода. В белом чугуне при его затвердевании всегда образуется некоторое, хотя и незначительное, количество гра­фита в виде мелких включений. Эти включения при отжиге, ве­роятно, также становятся зародышами графитизации. Зарож­дение графита является гетерогенным. Фундаментальную роль при этом играют различные дефекты, в первую очередь микро­скопические нарушения сплошности.Движущая сила графитизации — это уменьшение свободной энергии при распаде цементита на железо и углерод позволяет понять механизм графитизации при отжиге.Предположим, что в аустените при температуре, например, имеются включения цементита и графита. На границе аусте­нит— цементит в аустените должно в сответствии с линией рав­новесия SE содержаться С% углерода. На границе графит аустенит в нем содержится С' % углерода, что также следует из равновесия (линия S'E'). Хотя в реальном чугуне разница между С и С' не превышает 0,1 % С, все же такое неоднород­ное его распределение в аустените вызовет диффузию, и атомы углерода станут перемещаться от мест с более высокой кон­центрацией (С) к местам с более низкой концентрацией (С). Это нарушит равновесие вокруг цементита и вокруг графита. Цементит, чтобы пополнить концентрацию углерода в аусте­ните до величины С %, будет растворяться, а на границе раздела А с графитом аустенит будет выделять углерод, понижая его содержание до С %. Графитовые включения будут таким образом расти, а включения цементита — растворяться до их полного исчезновения. При графитизации образуются включения графита в виде сфероидов которые по форме не имеют никакого сходства с цементитом, при распаде которого они образовались. Полная графитизация при данной температуре (1000 °С) при­водит к равновесию графита с аустенитом, содержащим С' % углерода в растворе. Это еще довольно большое количество уг­лерода может также превратиться в структурно свободный графит при понижении температуры. При медленном охлажде­нии до эвтектоидной температуры (723 °С) распадается выде­ляющийся из аустенита вторичный цементит и образуется гра­фит. Длительная выдержка при температуре несколько ниже эвтектоидной, т. е. ниже линии PSK, приводит к тому, что об­разуется графит (углерод отжига) из эвтектоидного цементита. Полной графитизации можно добиться, длительно выдерживая белый чугун при двух температурах, например при 1000 и 700 °С. При 1000 °С распадается эвтектический и частично вто­ричный цементит, а при 700 °С — остальная часть вторичного цементита и эвтектоидный цементит. Графитизация при 700 °С, т. е. ниже эвтектоидной температуры, идет гораздо медленнее, чем при 1000 °С.  Чугун передельный с такой структурой обладает более высокой прочностью и менее пластичен, чем чугун передельный с ферритной основой.