Изучение различных форм графита под микроскопом, страница 2

НВ = Р/F кгс/мм

На практике число твердости НВ находится в таблицах по диаметру отпечатка, измеренного специальной лупой. Между твердостью металлов и пределом их прочности существует связь, которая для серых чугунов с определенным приближением выражается формулой:

σ_пч = 0,0013 НВ^1,85 

Графит, находящийся в чугуне, нарушает целостность строения металлической матрицы, прочность которой в зависимости от количества и характера включений в ней графита при прочих равных условиях, может меняться в больших пределах. В отдельных случаях графит разобщает металлическую основу на отдельные части. В общем случае влияние графита проявляется в следующем:

1.  уменьшается модуль упругости

2.  понижаются значения пределов упругости и пропорциональности (ВЧ и КЧ)

3.  резко уменьшается пластичность (относительное удлинение, ударная вязкость, относительное сужение)

4.  уменьшается предел прочности при растяжении

5.  повышается циклическая вязкость.

Такое действие графита объясняется тем, что он уменьшает живое сечение основной металлической матрицы, а также действует в матрице аналогично внутренним надрезам (локальным трещинам), являясь концентраторами напряжений.

Но графит оказывает также и положительное действие не только на литейные свойства, но и на такие показатели, как циклическая вязкость, низкая чувствительность к внешним надрезам и высокая конструктивная прочность, поэтому чугуны широко используются в машиностроении.

Эталонная методика определения структуры

Количество углерода в чугуне наиболее точно определяется химическим анализом. Однако чаще всего используется металлографический способ оценки графита по ГОСТ 3443-87.

         Для описания графитовой фазы применяются четыре группы эталонных шкал (графитная фаза оценивается при металлографическом исследовании нетравленых шлифов): для чугуна с пластинчатым графитом (ПГ), вермикулярным (ВГ), шаровидным (ШГ) и ковкого чугуна.

Шкала 1 регламентирует:

1А - форму включений пластинчатого графита при х100 по 4 эталонам ШГф1 - ШГф4, оценка в баллах;

1Б - длину графитовых пластин, наблюдаемых в плоскости шлифа, мкм, 8 эталонов ПГд15 - ПГд1000, х100;

1В - распределение пластинчатого графита, оценка в баллах, х100, 9 эталонов ПГр1 - ПГр9;

1Г – количество графита, %, х100, 5 эталонов ПГ2 - ПГ12

Шкала 2 применяется для оценки вермикулярного графита

Шкала 3 предназначена для характеристики шаровидного графита по следующим параметрам:

3А – форма включений в баллах, 5 эталонов ШГф1 - ШГф5;

3Б – диаметр включений, мкм, х100, 6 эталонов ШГд15 - ШГд360;

3В – распределение включений в баллах, х100, 4 эталона ШГр1 - ШГр4;

4Г – количество графита, %, х100, 5 эталонов ШГ1 - ШГ12

Шкала 4 позволяет оценить графит в ковком чугуне по следующим параметрам:

4А – форма включений по баллам, х100, по 3 эталонам КГф1 - КГф3;

4Б – диаметр включений в мкм, х100, 6 эталонов КГд15 - КГд360

Оценка вида микроструктуры металлической основы (шкала 5), так же как соотношения перлита и феррита (шкала 6), вида краевой зоны ковкого чугуна (шкала 7) и дисперсности перлита (шкала 8) производится после травления поверхности микрошлифа в 4%-ом спиртовом растворе азотной кислоты.

Шкала 5 – классификация металлической основы по виду чугуна.Эта шкала содержит 6 эталонов, х500:

Ф – ферритная;

Пт1 – пластинчатый перлит;

Пт2 – зернистый перлит;

Т – тростит;

Б – бейнит;

М – мартенсит.

Шкала 6 – определяет соотношение перлита и феррита отдельно в чугуне с пластинчатым, вермикулярным, шаровидным и компактным (в ковком чугуне) графитом, имеет по 9 эталонов, охватывающих все возможные случаи от чисто перлитной до полностью ферритной структуры. Количество перлита указано в обозначении эталона в %,  П(Ф0) – П0(Ф). Шкала дана для увеличения х100. Для чугуна с пластинчатым графитом приведены два ряда эталонов (с крупнопластинчатым и мелкопластинчатым графитом).

Шкала 7 – дает оценку краевой зоне отливок из ковкого чугуна по баллам, содержит 4 эталона Кр1 – Кр4, х100.

Шкала 8 – характеризует дисперсность перлита по расстоянию между пластинками эвтектоидного цементита в мкм, имеет 5 эталонов Пд0,3 – Пд1,6 при х500

Шкала 9 – регламентирует фосфидную эвтектику в серых чугунах по следующим параметрам:

9А – строение включений фосфидной эвтектики, которое выявляется химическим травлением сначала в 4%-ом спиртовом растворе азотной кислоты (нитале) и оценивается по 5 эталонам ФЭ1 – ФЭ5 в баллах, имеющих собственное название:

ФЭ1 – псевдодвойная, фосфид и феррит;

ФЭ2 – псевдодвойная, фосфид и цементит;

ФЭ3 - тройная мелкозернистая;

ФЭ4 - тройная игольчатая;

ФЭ5 - тройная с пластинами цементита.

9Б – распределение включений фосфидной эвтектики по 3 эталонам при увеличении х20 или х50, которое может быть равномерным, в виде разорванной или сплошной сетки: ФЭр1 – Фэр3;

9В – диаметр ячеек сетки фосфидной эвтектики в мкм, 5 эталонов ФЭд250 – ФЭд1250 при х20 и х100;