Методика электрохимического травления для анализа формы и пространственного расположения графитных включений в литом и пластически деформированном чугуне

Abstract

Предложены методика выявления формы и пространственного расположения включений графита в структуре чугуна и схема соответствующего устройства. Методика заключается в постепенном электрохимическом растворении (вытравливании) наружного слоя металлической матрицы чугунного образца в электролите. При этом образец служит анодом, а полый цилиндр – катодом. Предложены состав электролита, материал электродов, форма образца, соотношение размеров образца и катода, а также электрические параметры процесса травления. Последние подобраны таким образом, что графитные включения не растворяются, а сохраняются неповрежденными, частично или полностью обнажены и выступают над поверхностью металлической матрицы. Такое расположение делает графитные включения более доступными для исследования их морфологии с помощью растровой электронной микроскопии. Способ наиболее эффективен для выявления строения разветвленных и вытянутых включений графита, например, для подвергнутого горячей пластической деформации высокопрочного чугуна. С помощью данной методики доказан факт пластического течения хрупких графитных включений во время горячего выдавливания литых заготовок. Показано, что получаемая веретенообразная структура графита представляет собой цельный конгломерат, а не рассыпается в порошок, как считалось ранее. При этом установлено, что наиболее интенсивное пластическое течение графита (с максимальной степенью деформации) происходит в первую очередь в поверхностном слое. В центральной части вытянутого графитного включения сохраняются слабо- и недеформированные ядра характерной сферической формы. Показано, что процесс растворения металлической матрицы происходит постадийно. В первую очередь растворяются ферритная оторочка вокруг графита и ферритная составляющая перлита, а затем цементитные включения, поскольку цементит имеет более положительный электродный потенциал, чем феррит. Поэтому данная методика, кроме выявления морфологии графитных включений, позволяет также проанализировать пространственное расположение цементитных пластин в перлите.