Меню

1 что за явление графитизация стали

Графитизация

Графитизация (graphitization) – процесс образования графита в железоуглеродистых, никелевых, кобальтовых сплавах и др., в частности — в чугунах и сталях. Графитизация может иметь место в металлических сплавах, в которых углерод содержится в виде нестойких карбидов (химических соединений углерода с металлами).

Общая информация:
При повышенных температурах карбид может полностью заменяться графитом. Скорость графитизации увеличивается с повышением температуры. Ускоряют графитизацию предварительной закалкой, деформацией, облучением. Кроме того для ускорения графитизации в сталь или чугун обычно вводят кремний или, реже, алюминий. Графитизацию чёрных (железоуглеродистых) сплавов используют при получении изделий из ковкого чугуна и графитизированной подшипниковой и штамповой стали. Графитизация стали обычно ухудшает её механические свойства (снижает прочность и пластичность). Вместе с тем графит, обладая смазочными свойствами, повышает износоустойчивость изделий. Графитизация ряда сплавов (инструментальные режущие, пружинные, котельные и др. стали) также снижает их эксплуатационные качества и поэтому является нежелательной. Приостановить графитизацию можно введением добавок (хрома, марганца и др.), которые увеличивают устойчивость карбидов. Иногда под графитизацией понимают образование графита в железоуглеродистых сплавах, не содержащих карбидов. Графит выделяется из пересыщенных углеродом сплавов при их затвердевании и последующем охлаждении.

Если графит сформирован в течение затвердевания, то это явление называют первичной графитизацией; если графит сформирован позже, путем термообработки — это вторичная графитизация.

Кроме вышеизложенного графитизацией называют непосредственно технологический процесс отжига белого чугуна таким способом, при котором некоторая часть или весь связанный углерод превращается в графит или, в некоторых случаях, часть углерода удаляется. [1]

Процесс графитизации

В железоуглеродистых сплавах в свободном виде углерод находится в форме графита. Кристаллическая структура графита слоистая. Прочность и пластичность графита низкие. Процесс графитизации начинается при температуре выше 1130°С из расплава и при содержании углерода >0,8%. Интенсивность выделения зависит от количества углерода, скорости охлаждения, давления (при кристаллизации расплава), наличия других химических элементов. [2]

Обычно под скоростью процесса графитизации в технологии определяется величина, обратная продолжительности отжига, обеспечивающего графитизацию.[3]

Процесс графитизации начинается зарождением центров графитизации. Увеличению удельного числа центров графитизации в белом чугуне способствует повышение в чугуне содержания углерода, кремния и элементов, не растворяющихся в цементите и не стабилизирующих его, рафинирование чугуна от газов и инокулирующее модифицирование, выдержка чугуна при нагреве

400°, ускоренная кристаллизация при затвердевании отливки, ускоренный нагрев и перекристаллизация (эвтектоидное превращение, закалка), деформация чугуна и др.

В процессе графитизации существенную роль играет диффузия, в первую очередь диффузия углерода.

Процессы графитизации наряду с другими фазовыми превращениями формируют структуру и свойства чугуна и поэтому представляют большой интерес для науки и практики получения этого материала. Изучению процессов графитизации посвящено много исследований. В первую очередь стоит назвать монографии К.П. Бунина, Я.Н. Малиночки, Ю.Н. Тарана и Н.Г. Гиршовича, в которых вопросы металловедения и графитизации чугуна изложены фундаментально, раскрыты механизмы многих процессов и установлены взаимосвязи технологических параметров со структурой и свойствами чугуна. Вопросы теории графитизации изложены в монографиях Н.Г. Гиршовича, В.Ф. Зубарева, И.Н. Богачёва, Ю.Г. Бобро, А.А Баранова, К.П. Бунина, Э.Д. Глебовой и М.И. Притомановой. Много работ по теории графитизации опубликовано и в периодической печати.

Читайте также:  Мойка ledeme нержавеющая сталь врезная 380х380х180

Структура графита в чугунах большинства отливок формируется при кристаллизации чугуна, т.е. при затвердевании отливок. Последующие процессы графитизации при остывании отливок не изменяют ни формы графита, ни характера его распределения. Только в ковких чугунах и в некоторых случаях в высокопрочных в тонкостенных отливках графит формируется после затвердевания отливок в результате графитизирующего отжига. Поэтому большой интерес к формообразованию графита проявляется в случае кристаллизации чугунов (первичной графитизации), а не графитизации при отжиге (вторичной графитизации).

Графитизация чугуна

Склонность к графитизации является фундаментальной характеристикой чугуна, определяющей подавляющее большинство технологических и эксплуатационных свойств этого материала, зависящий от того, как проходит или прошла графитизация чугуна, какова структура чугуна. Графитная фаза и графитизация является основным, наиболее существенным и одновременно наиболее просто контролируемым, а иногда и управляемым фактором (из многих, формирующих большинство свойств чугуна).

Графитизация чугуна при кристаллизации способствует повышению его жидкотекучести, формозаполняемости.

Графитизация чугуна при кристаллизации способствует и уменьшению дефектов в отливке усадочного происхождения: раковин, макро- и микропористости, утяжин. Графитизация при кристаллизации чугуна позволяет уменьшить объём прибылей. Графитизация чугуна в период кристаллизации способствует уменьшению напряжений и уменьшению трещинообразований.

При производстве белых и ковких чугунов графитизация при кристаллизации является нежелательным процессом, снижающим в конечном итого эксплуатационные свойства чугунов: белых — износостойкость, ковких — прочность и вязкость.

Таким образом, графитизация улучшает все технологические свойства графитизируемых чугунов, за исключением тех случаев, когда отливка должна быть изготовлена из белого чугуна. [3]

Графитизация железоуглеродистых расплавов без первоначального выделения металлических фаз в условиях, близких к равновесным, происходит в заэвтектических сплавах. Графитизирующее модифицирование, способствуя созданию неравновесного состояния расплава, макро- и микрофлуктуаций, как и некоторые приёмы плавки, создают благоприятные условия для процессов графитизации и расплавов доэвтектических сплавов.

Для справки:

  1. Графитизацией также называется термическая обработка в производстве графитированной продукции, которая заключается в нагреве карбонизованных углеродных материалов по заданному тепловому режиму (выше 2200°С) для получения в них структуры графита. Графитизация материалов блочного типа (электроды, аноды и т.п.) приводит к улучшению свойств: повышению термостойкости; улучшению механической обрабатываемости; снижению зольности, окисляемости и т.д.. Графитизацию ведут в специальных электропечах сопротивления, где керн с графитированным материалом является нагревательным элементом.
  2. В ювелирной промышленности графитизацией называют явление перехода алмаза в графит, происходящее при повышенных температурах; наблюдается на поверхности бриллиантов, перегретых при трении об алмазный круг в процессе шлифовки, как подгар.
Читайте также:  Сверло для сверления твердой стали

Автор обзора: Корниенко А.Э. (ИЦМ)

Лит.:

  1. Металлы и сплавы. Справочник. Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья»; Санкт-Петербург, 2003 г.
  2. Гуляев А.П. Металловедение. — М.: Металлургия, 1977. — УДК669.0(075.8).
  3. Неижко И.Г. Графитизация и свойства чугуна. АН УССР. Институт проблем литья. — Киев: наук. думка, 1989. — 208 с.
  4. Бунин К.П., Баранов А.А., Погребной Э.Н. Графитизация стали. — Киев: Изд-во АН УССР, 1961.

Дополнительная литература для изучения:

  1. Ващенко К.И., Софрони Л. Магниевый чугун. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Южное отделение Машгиза, Киев, 1960. — 487 с. [Перейти к аннотации]
  2. Панов А.Г. Метод повышения стабильности результатов модифицирования графитизированных чугунов . // М: Литейщик России, 2010, №8. — с. 17-19. [Перейти к статье]
  3. Андреев В.В., Капустина Л.С. Роль активных элементов в повышении эффективности графитизирующих железо-кремниевых лигатур – Сб.докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей» — Челябинск: Челябинский Дом печати, 2006. [Перейти к статье]
  4. Андреев В.В., Капустина Л.С. Сравнительные исследования эффективности графитизирующих модификаторов с различным содержанием бария – Сб.докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей» — Челябинск: Челябинский Дом печати, 2006. [Перейти к статье]
  5. Богачев И.Н., Давыдов Г.С., Рожкова С.Б. Графитизация и термическая обработка белого чугуна. М.: Машиностроение, 1964. — 147 с.
  6. Богачев И.Н. О механизме графитизации белого чугуна // Новое в теории и практике литейного производства. М.: Машгиз, 1956. С. 127-133.
  7. Зубарев В.Ф. Теоретические основы графитизации белого чугуна и стали. М.: Машгиз, 1957. — 347 с.

Конкурс «Я и моя профессия: металловед, технолог литейного производства». Узнать, участвовать >>> —>

Источник

Графитизация

Графитизация [graphitization] — 1. Образование графита в чугуне или стали при одновременном частичном или полном исчезновении карбидов.
Графитизация идет либо непосредственно кристаллизацией графита из жидкого или твердого раствора (аустенита), либо кристаллизацией графита в результате распада предварительно выделившихся из жидкого раствора или аустенита карбидов. Непосредственно выделению графита из жидкости или аустенита способствуют охлаждение с низкой скоростью и, соответственно, малым переохлаждением и чужеродные центры кристаллизации. Образование графита путем распада карбидов происходит при большом переохлаждении и в отсутствие зародышей. При комнатной температуре процесс графитизации практически не протекает. 2. Термическая обработка в производстве графитированной продукции, заключающаяся в нагреве карбонизованных углеродных материалов по заданному тепловому режиму до высокой температуры (> 2200 °С) для получения в них структуры графита. Графитизация материалов блочного типа (электроды, аноды и т. п.) приводит к повышению их γ и X (до 80 — 120 Вт/м*К), термостойкости; улучшается механическая обрабатываемость; снижаются зольность, окисляемость, р (до 15-6 мк Ом • м). Графитизации ведут в специальных электропечах сопротивления, где керн с графитируемым материалом является нагревательным элементом:

Читайте также:  Sus304 нержавеющая сталь характеристики

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .

Смотреть что такое «Графитизация» в других словарях:

ГРАФИТИЗАЦИЯ — образование (выделение) графита в железоуглеродистых сплавах (чугун, сталь) главным образом при повышенных температурах. Графитизация обычно повышает износостойкость изделий, но иногда ухудшает некоторые другие эксплуатационные качества металла … Большой Энциклопедический словарь

графитизация — 1. Образов, графита в чугуне или стали при одноврем. частич. или полном исчезнов. карбидов. Г. идет либо непосредств. кристаллизацией графита из жидкого или тв. р ра (аустенита), либо кристаллизацией графита в результате распада предварит,… … Справочник технического переводчика

графитизация — сущ., кол во синонимов: 2 • графитирование (3) • графитование (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

графитизация — образование (выделение) графита в железоуглеродистых сплавах (чугун, сталь) главным образом при повышенных температурах. Графитизация обычно повышает износостойкость изделий, но иногда ухудшает некоторые другие эксплуатационные качества металла.… … Энциклопедический словарь

Графитизация — Graphitization Графитизация. Формирование (образование) графита в чугуне или стали. Если графит сформирован в течение затвердевания, то это явление называют первичной графитизацией; если графит сформирован позже путем термообработки это вторичная … Словарь металлургических терминов

Графитизация — образование (выделение) Графита в железных, никелевых, кобальтовых и др. металлических сплавах, в которых углерод содержится в виде нестойких химических соединений карбидов. При повышенных температурах карбид полностью заменяется графитом … Большая советская энциклопедия

Графитизация — MalleabiUzing Графитизация. Отжиг белого чугуна таким способом, при котором некоторая часть или весь связанный углерод превращается в графит или, в некоторых случаях, часть углерода удаляется. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под… … Словарь металлургических терминов

графитизация — grafitizacija statusas T sritis chemija apibrėžtis Pilkojo ketaus atrankinė korozija, kurios metu koroduoja geležis. atitikmenys: angl. graphitic corrosion; graphitization rus. графитизация … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

графитизация — grafitizacija statusas T sritis chemija apibrėžtis Grafito kristalizacija aušinamuose lydiniuose skylant nestabiliems karbidams. atitikmenys: angl. graphitization rus. графитизация … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

графитизация — grafitizacija statusas T sritis chemija apibrėžtis Organinių medžiagų terminis apdorojimas neoksiduojančioje terpėje. atitikmenys: angl. graphitization rus. графитизация … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Источник

Adblock
detector