gg15灰口铸铁
灰铸铁是铸造生产中最常见的一种铸造合金 , 由于它具有良好的铸造性能 , 成本较低等优点 , 所以在工业中得到广泛的应用。
(1) 灰铸铁的石墨化碳在铸铁中以两种状态存在 ， 一种是呈化合状态 ， 称为渗碳体 ; 另一种是呈游离状态 , 称为石墨。
灰铸铁中的石墨一般认为通过以下两种方式形成 :
①由渗碳体分解而形成石墨。这是因为处于高温下的渗碳体不大稳定 ，在缓慢冷却时能分解出石墨。
②从液体或奥氏体中直接析出石墨。
铸铁中的碳以石墨状态析出的过程称为石墨化。控制石墨化对铸铁的组织和机械性能有很大的影响。影响石墨化有两大因素 : 化学成份和冷却速度。
1）化学成份的影响凡是能削弱铁和碳原子的结合能力或增强铁原子的自扩散能力的 元素 都有可能促进石墨化 ; 反之 , 则有可能阻碍石墨化。通常将铸铁中较为常见的元素 , 按其 对石墨化影响的不同 ， 分为促进石墨化和阻碍石墨化的两大类。
al 、 c 、 si 、 ti, ni, c u, p 、 c 0 、 zr 、 nb 、 w 、 mn 、 mo 、 s 、 cr 、 v 、 fe 、 mg 、 ce 、 b 由此可见 p 铸铁中含量较多的碳、硅、 锰 、硫、磷五大元素 都会影响石墨的形成。
①碳与硅这两个元素 是强烈促进石墨化的元素 。随着含碳量的提高 , 液相中未熔化的 石墨夹杂数量增多 ， 形成石墨晶核的数量也相应增加。硅因有利于渗碳体的分解而促进石墨化 ， 所以石墨数量将随着含硅量的增加而增加。
由于这两个元素 对石墨化的作用是一致的 p 但考虑到碳和硅对石墨化影响的程度不同 ， 通常将陆折合成相当的碳量 , 它与实际碳量之和称为碳当量。 ce=c+1/3si 。
② 锰 锰能溶于铁素 体和渗碳体 , 增强铁碳原子的结合力 , 它是一种阻碍石墨化的元素 。 锰能增加金属基体的强度 , 从而提高铸 铁 的机械性能。
③硫 硫是显著阻碍石墨化的元素 , 使铸铁有形成白口铁组织的倾向。另外 , 硫会降低铸铁的流动性 , 恶化铸造性能 , 还会增加铸件的热脆性。因此 ， 硫是有害的元素 ，含量越低越好。
④磷 磷对石墨化能起促进作用 ， 但不强烈 ， 故影响不大。含磷量增加会造成铸铁的冷脆性。
2) 冷却速度的影响相同成份的铸铁 , 采用不同的冷却速度 ， 也能影响石墨的形成。当铸铁快速冷却凝固时 ， 石墨来不及析出 , 碳以化合状态存在 , 就容易形成白口 ; 当缓慢冷却时 。 石墨能顺利析出 , 还能不断长大 ， 就能得到粗大的片状石墨。
(2) 灰铸铁的组织灰铸铁的组织是由基体与石墨两部 分组成。根据铸铁的化学成份和石墨化的程度不同， 可分为 三种不同的组织 :
1) 铁素 体灰铸铁渗碳体全部分解 , 铸铁的组织为铁素 体 + 石墨 ， 见图 9。
2) 铁素 体 - 珠光体灰铸铁共晶渗碳体及二次渗碳体均已分解 , 只有珠光体中一部分渗
碳体未分解。铸铁组织为铁素 体 + 珠光体+石墨 , 见图 10。
3）珠光体灰铸铁 共晶渗碳体和二次渗碳体全部分解 ， 奥氏体中含碳量等于 0.8％。 由于化学成份及冷却速度的影响 ， 在冷却过程中奥氏体转化为珠光体。
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