» » Структура железографитовых металлов
11.12.2014

Типичная нормальная структура железографитовых пористых подшипников показана на фиг. 19. Она представляет собой зерна перлита с вкрапленными, частицами свободного графита и с равномерно распределенными порами.
Как показали в своей работе В. И. Лихтман и И. Н. Смирнова, между железом и графитом в процессе спекания происходит взаимодействие, которое может носить различный характер в зависимости от условий спекания.
Структура железографитовых металлов

В начальной стадии процесса спекания углерод графита растворяется в аустените, затем происходит диффузионное проникновение в глубь аустенитных зерен и далее при охлаждении после спекания — выделение углерода в виде перлитных или цементитных образований в зависимости от режима охлаждения.
Контактная диффузия углерода в аустенит при спекании имеет две явно выраженные стадии. Первая стадия протекает в основном по границам аустенитных зерен. При более высоких температурах иди более длительных выдержках становится уже заметной объемная диффузия, однако скорость ее ниже диффузии по границам зерен. При подъеме температуры выше 1200° объемная диффузия активизируется и приводит к образованию ледебуритной эвтектики и к полному разделению аустенитных зерен. Процесс образования и науглероживания аустенита приводит к образованию неоднородного аустенита. В этом случае существенно значение имеет скорость подъема температуры.
Нередко при спекании железографитовых изделий образуется в значительном количестве структурно-свободный цементит, что обусловливается возрастанием подвижности атомов углерода по поверхности аустенитных зерен.
Решающим для структурообразования в железографитовых композициях является режим охлаждения спеченных изделии Изменение этого режима может в значительной степени изменить характер структуры материала, В зависимости от длительности выдержки можно получить либо полное разложение образовавшегося в процессе спекания цементита с образованием феррита, либо его частичное разложение с сохранением перлитной структуры.
Присутствующие в железографитовых материалах частицы графита являются теми зародышами, на которых протекает графитизация этого материала. Спецификой процесса графитизации металлокерамических изделий является то обстоятельство, что этот процесс протекает значительно более активно, чем процесс графитизации обычных чугунов. Эта специфика обусловливается наличием большого количества пор, которые служат как бы резервуарами, в которых может откладываться графит.
А. А. Бочваром были развиты представления о квазиэвтектоидных структурах, согласно которым разложение аустенита всегда начинается с выделения избыточной фазовой составляющей феррита в случае доэвтектоидного состава и цементита в случае заэвтектоидного, пока в аустените не образуется эвтектоидный состав, после чего происходит перлитное превращение при заданной концентрации углерода. Образующийся в этом случае перлит обладает, некоторой специфичностью— он обеднен углеродом при доэвтектоидной концентрации и обогащен при заэвтектоидной.
Наиболее благоприятная степень переохлаждения достигается при погружении в масло. В этом случае образуется нормальная структура с мелкодисперсным перлитом.
Использование этих явлений при изготовлении железографитовых материалов спеканием возможно только в том случае, если при науглероживании аустенита в процессе спекания не образовывается цементит. В противном случае охлаждение в масле не приведет к разложению цементита и зафиксирует его наличие в структуре.
Структура железографитовых материалов оказывает решающее влияние на их свойства — прочность, коэффициент трения и износоустойчивость.
Наиболее благоприятной структурой является перлитная; материалы, обладающие такой структурой, имеют высокие прочностные показатели и хорошую износоустойчивость. Материалы с ферритной структурой обладают максимальной пластичностью, минимальной твердостью, хорошей прирабатываемостью, но сравнительно низкой износоустойчивостью.
К числу недостатков материалов с такой структурой относятся их повышенная склонность к схватыванию. Материалы, имеющие в своей структуре свободный цементит, обладают высокой твердостью и высокой износоустойчивостью; к числу недостатков этих материалов относится их повышенный коэффициент трения и склонность к изнашиванию сопрягаемой детали.