Особенности распределения химических элементов во включениях графита в литом и деформированном высокопрочном чугуне

Abstract

Для понимания механизма зарождения и роста графитных включений при высокотемпературной кристаллизации расплава чугуна чрезвычайно важны данные о том, как распределяются химические элементы в графите. Это также важно и для понимания механизмов последующей пластической деформации чугуна. Описана специфика микрорентгеноспектрального анализа (МРСА) графитных включений сферической формы в чугуне, связанная с выбором исследуемого сечения образца. Наиболее достоверны и информативны результаты, когда включение графита рассекается плоскостью шлифа ровно посередине. Проведен сравнительный МРСА распределения химических элементов по сечению графитных включений в литом и деформированном (методом горячего выдавливания) высокопрочном чугуне. В литом состоянии в центре включений, помимо основного элемента (углерода), обнаружены аномалии распределения концентраций ряда элементов. Магний, кремний, сера, кислород, иногда железо показывают повышенное содержание в центре. Это, вероятно, связано с нали‑ чием в расплаве чугуна при кристаллизации микрочастиц оксидов, сульфидов и оксисульфидов (либо включений кремнистого феррита), на которых в дальнейшем происходит рост графитных включений. В деформированном чугуне аномалии распределения элементов во включениях в значительной мере устраняются и распределение становится более однородным, причем чем выше степень обжатия, тем выше однородность химического состава. Так, в некоторой мере неоднородность распределения состава еще встречается в продольном сечении при деформации со степенью обжатия 60 %. При степени обжатия 80 % включение в поперечном сечении становится практически полностью однородным по химическому составу.