铸铁的结晶

时间:2011-04-21 17:36 作者:恒盛铸业 点击:次
铸铁的结晶

                                                                                        铸铁的结晶

铸铁的种类较多,按碳在铸铁件的存在形式分白口铸铁件、灰口铸铁和麻口铸铁。其中白口铸铁中的碳以化合态(Fe3C)存在;灰口铸铁中的碳以游离态(石墨)存在;麻口铸铁中的碳以上述两种形式存在。灰口铸铁以石墨形状又可分为片状石墨的灰铸铁、球状石墨的球墨铸铁,团絮状石墨的可锻铸铁和蠕虫状石墨的蠕墨铸铁。铸铁在结晶过程中碳以石墨形式析出的过程称为石墨化。灰铸铁和球墨铸铁等有较高含量的碳和硅,在冷却速度较慢时,铸铁的结晶按铁-石墨相图进行,碳以石墨形式析出。但对于白口铸铁,由于其碳、硅含量较低、冷却速度很快,所以其结晶将按Fe-Fe3C相图进行,碳以Fe3C形式析出铸铁从液相线开始到固相线结束的结晶过程为一次结晶。白口铸铁一次结晶后形成奥氏体加渗碳体(Fe3C)组织。而灰铸铁完成一次结晶后得到奥氏体加片状石墨的组织。由于灰铸铁共晶转变时析出片状石墨和奥氏体的共晶体近似球状,又称这个共晶体为共晶团。同样球墨铸铁一次结晶的组织为奥氏体和球状石墨,也形成奥氏体加球墨的共晶团。由此可知,共晶团的大小、数目对铸铁的组织和性能有很大影响,即共晶团的尺寸愈小、数量愈多,则石墨片或球愈细小,铸铁的机械性能愈高。因为石墨本身的机械性能极差,铸铁组织中的石墨好似空洞和缺口,尤其是片状石墨的尖角处,极易成为应力集中处,会降低灰铸铁的抗拉强度,并使其塑性近似于零。铸铁一次结晶完成后,在随后的冷却过程中所发生的组织转变称为铸铁的二次结晶。主要是奥氏体将发生如下的转变:固溶在奥氏体中的碳,随着温度的下降不断析出,并沉积在已有共晶石墨上。继续冷却到共析温度以下时,奥氏体将发生共析转变。转变产物决定于具体条件,即当铸铁的石墨化倾向较大、冷却速度较慢时,按铁-石墨相图进行转变,石墨能充分析出,奥氏体将转变为铁素体和石墨,共析石墨也沉积在已有石墨上;当铸铁的石墨化倾较小,冷却速度较快时,按Fe-Fe3c相图进行转变,石墨不易析出,奥氏体将转变为珠光体;当铸铁中的奥氏体在共析转变时,虽析出一些石墨但不充分时,则会转变为铁素体加球光体加石墨。

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