ТехноИнжениринг.РФ

Кристаллографическая микроструктура кокиля

___Залогом долгой и безупречной работы кокиля, является однородная и мелкозернистая структура строения кристаллов. Строение металлической матрицы должно быть без грубых дефектов (шлаковых или газовых раковин) и с как можно меньшим количеством составляющих её фаз, чтобы избежать развития явления фазовой перекристаллизации.

___Крупные зёрна (кристаллы) менее стабильны и равновесны, имеют большую площадь оболочек с содержащимися в них зародышами напряжений. Поэтому заготовка для кокиля (особенно в районах, контактирующих с отливкой) должна иметь мелкозернистую структуру. Основным производственно — технологическим фактором, влияющим на рост кристаллов (рекристаллизацию), является длительное воздействие температур после затвердевания отливки. Но если отливку рано извлечь из полости формы, тогда никак не удаётся избежать термических напряжений, которые отрицательно сказываются при эксплуатации отливки. Снять термические напряжения можно при помощи отжига, который опять же создаст дополнительные предпосылки для роста зерна.

___Для получения мелкозернистой и одновременно уравновешенной по напряжениям структуры высокопрочного чугуна, в мировой практике применяется технология литья на холодильник. В связи с резким отводом тепла от наиболее ответственных районов отливки, структура в них получается белой (зеркальный чугун, у которого графит содержится не в свободном виде, а в качестве химического соединения Fe₃C). Затем, при помощи графитизирующего отжига, соединение Fe₃C распадается с выделением графита в самостоятельную фазу округлой (вермику- лярной или шаровидной) формы. При таком виде отжига, параллельно с графитизацией, происходит и явление релаксации термических напряжений, что положительно сказывается на свойствах небольших и компактных — вновь образованных кристаллов.

___В идеале, структура зернового состава для заготовки кокиля должна выглядеть следующим образом. Конечно же, фактические размеры кристаллов будут в миллионы раз меньше, чем показано на схеме, но пропорциональность их размеров должна соблюдаться именно в таком масштабе:

___