Obrabotka Metallov 2012 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (57) 2012 76 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ тура металлической матрицы α-Fe (феррит), которая имеет схожее строение со структурой перлита (смесь феррита и цементита) (рис. 2, в ), при этом дисперсность пластин различная и неупорядоченная. Графит имеет неравномер- ное распределение по матрице, близкое к ро- зеточному типу (рис. 2, а ), с размером включе- ний: длина ∼ 130 мкм, ширина ∼ 3 мкм. Крупные пластины графита с относительно прямыми заостренными кромками (рис. 2, а, б ) служат источниками образования трещин, приводя в конечном итоге к разрушению детали или из- делия в целом [1]. На рис. 2, в также видно, что в матричной основе α-Fe присутствует фосфидная эвтектика (Fe 3 P), которая имеет преимущественно удлиненную форму: длина ∼ 25 мкм, ширина ∼ 10 мкм. Чугун марки СЧ25 с добавлением моди- фицирующей смеси « МС » и восстановителя Na 3 AlF 6 . Анализ, проведенный методом РФА, показал, что образец Ч-2 с добавкой модифи- цирующей смеси содержит только две фазы: α-Fe и С. По сравнению с образцом Ч-1 от- сутствует фаза Fe 2 Si. Это объясняется тем, что модифицирующая смесь приводит к увеличе- нию основной фазы α-Fe, при этом объемная доля фазы Fe 2 Si либо уменьшается до уровня фона, что не дает возможности распознать ее на рентгенограмме, либо отсутствует совсем. Однако, по данным рентгенофлуоресцентно- го анализа, в твердом растворе матрицы α-Fe присутствует кремний, содержание которого составляет ∼ 1,71 %. Эти данные подтвержда- ются также методом РЭМ. При проведении картирования образца было обнаружено, что Si распределен по матрице α-Fe равномерно, формируя твердый раствор с ферритом, тем самым способствуя повышению прочности и твердости [1]. Матрицей чугуна, модифицированного МС с восстановителем Na 3 AlF 6 , является твердый рас- твор α-Fe с ОЦК-решеткой, объемная доля кото- рого составляет 86,21 % (см. табл. 2). Наблюда- ется уменьшение параметра кристаллической решетки до 0,8549 нм, что меньше по сравнению с образцами Ч-1 и Ч-3 (табл. 2). Очевидно, что на структуру материала оказывает влияние Si, ко- торый по данным РЭМ равномерно распределен по матрице. Микроструктура матрицы образца Ч-2 , как и в образце Ч-1 , похожа на структуру перлита, но, по данным РФА, является твердым раствором α-Fe (феррит). При введении моди- фицирующей смеси с восстановителем Na 3 AlF 6 в расплав чугуна заметно меняется структура углеродных пластин (рис. 2, д, е ); изменяется расположение пластинок. На рис. 2, д, е видно, что в матричной основе α-Fe, так же как и в дру- гих образцах, присутствует фосфидная эвтекти- ка, которая имеет псевдодвойное строение (фос- фид и феррит) [5]. Фосфидная эвтектика имеет продолговатую форму, значительных изменений в структуре, по сравнению с образцами Ч-1 и Ч-2 не обнаружено. Второй фазой в материале, по данным РФА, является графит (С), который также представля- ет собой твердый раствор с объемноцентриро- ванной гексагональной решеткой и параметра- ми кристаллической решетки почти такими же, как в образце Ч-1 , и составляет а = 2,4793, с = = 6,7126 (табл. 2). Объемная доля фазы С увели- чилась и составляет 13,79 % в сравнении с исхо- дным, кроме того, по данным рентгенофлуорес- центного анализа и РЭМ содержание углерода в образце составляет ∼ 30 %, т. е. приблизительно еще 16 % графита (С) распределено по матри- це образца равномерно. Введение в расплав чу- гуна модифицирующей смеси (восстановитель Na 3 AlF 6 ) привело к изменению и измельчению структуры графита (рис. 2, г ). Видно, что графит имеет междендритное пластинчатое распределе- ние [5] с размером включений: длина ∼ 80 мкм, ширина ∼ 1,8 мкм, что существенно ниже, чем в исходном немодифицированном образце Ч-1 . Чугун с таким графитом в составе менее хрупок и характеризуется повышенной механической прочностью. Чугун марки СЧ25 с добавлением моди- фицирующей смеси « МС » и восстановите- ля СаС 2 . Проведенный анализ показал, что образец Ч-3 содержит три фазы, так же как и образец Ч-1 : α-Fe, Fe 2 Si и графит (см. табл. 2). По сравнению с образцом Ч-1 в образ- це Ч-3 происходит увеличение фазы Fe 2 Si до 7,45 %, уменьшение фазы α-Fe до 90,82 % и графита (С) до 1,73 % (табл. 2).Фаза α-Fe яв- ляется так же основной фазой в сплаве (ма- трицей), имеет ОЦК-решетку с параметром а= 2,8610, что, также практически совпадает с расчетным параметром решетки образца Ч-1 , (табл. 2). Второй фазой, так же как и в образце