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1、鑄鐵石墨形成機理探討時曉1.鑄鐵的分類及石墨化過程2.灰鑄鐵石墨特點及形成機理3.球鐵石墨特點及形成機理4.蠕墨鑄鐵石墨特點及形成機理根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形態(tài)不同，通?？蓪㈣T鐵分為白口鑄鐵（Fe3C）、灰口鑄鐵(石墨)及麻口鑄鐵?；铱阼T鐵中，根據(jù)石墨的形態(tài)不同分為普通灰鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵1.鑄鐵的分類及石墨化過程1.1鑄鐵的分類1、石墨為穩(wěn)定相，具有特殊的簡單六方晶格，石墨的強度、硬度和塑性都很差。2、可以直接析出石墨；3、Fe3C在一定條件下分解為鐵素體和石墨，即：Fe3C→3Fe+G（石墨）。1.2.1鑄鐵中的
2、石墨1.2石墨化過程及其影響因素：石墨結(jié)構(gòu)鐵碳合金的結(jié)晶實際上存在兩種相圖，即Fe3C-Fe和Fe-G相圖，鐵碳合金結(jié)晶條件不同可以全部或部分地按照其中的一種或另一種相圖進行結(jié)晶。1.2.2Fe-G相圖1.2石墨化過程及其影響因素：兩個相圖的比較：Fe—Fe3C相圖Fe—G相圖共晶溫度1148℃1154℃共析溫度727℃738℃S點0.77%0.68%E點2.11%2.08%C點4.30%4.26%1.2.3石墨化過程鑄鐵組織中石墨的形成叫“石墨化”過程。第一階段:LcAE+G共晶石墨第二階段:AG二次石墨第三階段:ASFp
3、+G共析石墨1.2石墨化過程及其影響因素：第一階段第二階段第三階段第一、二階段石墨化完全進行→C主要以石墨存在第三階段石墨化完全進行→F基體+石墨第三階段石墨化部分進行→P+F基體+石墨第三階段石墨化沒有進行→P基體+石墨第一、二階段石墨化部分進行第三階段石墨化沒有進行→石墨與Fe3CⅡ共存第一、二階段石墨化沒有進行第三階段石墨化沒有進行→C以Fe3C形式存在冷速慢快灰口鑄鐵麻口鑄鐵白口鑄鐵1.2.4石墨化程度與鑄鐵分類1.2石墨化過程及其影響因素：↑碳當(dāng)量，↑時間→有利于石墨化冷速慢→促進石墨化冷速快→抑制石墨化1.2.5
4、影響石墨化的因素化學(xué)成分：C、Si促進石墨化元素Mn、S阻礙石墨化元素冷卻速度：WC+Wsi(%)1.2石墨化過程及其影響因素：A型D型C型B型F型E型金相組織特點及對性能的影響灰鑄鐵主要石墨形態(tài)2.灰鑄鐵石墨特點及形成機理A型石墨A型石墨是在石墨的成核能力較強，冷卻速度較慢，共晶轉(zhuǎn)化在很小的過冷度下進行時形成的片狀石墨。1.低的過冷度2.足夠的形核核心有論文認(rèn)為，共晶度較小的情況下，強脫氧元素Al和Zr在孕育前進行0.007%~0.010%的預(yù)處理對石墨形態(tài)控制明顯有利2.灰鑄鐵石墨特點及形成機理B型石墨B型石墨呈放射狀，
5、其實質(zhì)上是中心部分由D型石墨組成，放射狀的外圍則為A型石墨。共晶團的中心部分形成過冷（D型）石墨，隨著結(jié)晶過程的進行，在共晶轉(zhuǎn)變中釋放出結(jié)晶潛熱向周圍散出，導(dǎo)致結(jié)晶過冷度降低，故外層石墨生長速率延緩，石墨片又逐漸長成了片狀，而且沿著熱流的方向長成了輻射狀。再進一步向外發(fā)展時，由于熱流已不再有明顯的輻射方向性，故外圍又長成了蜷曲的片狀A(yù)TYPE石墨。B型=A型+D型2.灰鑄鐵石墨特點及形成機理C型石墨C型石墨是在碳當(dāng)量很高（過共晶），冷卻速度很慢的情況下出現(xiàn)的粗大石墨形態(tài)。容易產(chǎn)生C型石墨的兩種情況：一是生鐵遺傳性因素引起形成
6、C型石墨，電爐本身過熱溫度低，生鐵中的粗大石墨不能完全熔化。二是部分增碳劑進入鑄件型腔隨其余鐵水一起結(jié)晶凝固，這部分石墨就起到了過共晶成分鐵液先析出的初生石墨的作用。2.灰鑄鐵石墨特點及形成機理D型石墨D型石墨形態(tài)特征是在奧氏體枝晶間分布著大量細(xì)小而無一定方向性的近似點狀石墨。這是由于鐵水缺乏形核因子或孕育效果的影響、或鑄件本身壁薄同時澆注后冷卻速度非常快，造成結(jié)晶過冷度變大，這樣的情況下鑄件中先析出了奧氏體，同時過冷度較大，導(dǎo)致奧氏體枝晶生長，將鐵液分割，但二次枝晶發(fā)育不完全，因此石墨無一定的方向性。過冷石墨2.灰鑄鐵石墨
7、特點及形成機理E型石墨E型石墨形態(tài)特征是在奧氏體枝晶間分布著大量細(xì)小片狀石墨呈方向性分布。E型石墨的形成機理與D型石墨相似，但是過冷度較D型較小，奧氏體枝晶細(xì)密，同時二次枝晶近于同時完成。二次枝晶具有方向性，與結(jié)晶潛熱方向相同。同時由于過冷度不是很大，石墨生長成為片狀。2.灰鑄鐵石墨特點及形成機理F型石墨F型石墨是我國標(biāo)準(zhǔn)中所特有的，其特點是在星型石墨上分布著許多小的石墨片（這些小石墨片呈A型分布）。F型石墨實質(zhì)上亦是過共晶石墨，是高碳鐵水在較大過冷條件下生長的。星型石墨可以認(rèn)為是相當(dāng)于C型中的初生石墨，小片狀A(yù)型石墨在其上
8、沿結(jié)晶潛熱方向生長。F型=A型+C型2.灰鑄鐵石墨特點及形成機理3.球鐵石墨特點及形成機理3.1球鐵主要石墨形態(tài)3.球鐵石墨特點及形成機理3.2球墨鑄鐵微觀凝固過程球墨鑄鐵凝固過程主要分為三個階段(1)石墨初始形態(tài)形成階段大量的石墨球首先在液相中析出(2)奧氏體殼層形成階段隨著熔體溫度的下
