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片状石墨分布形态

2021-9-8 8:43:25      点击:

A型石墨为均匀无方向性分布的片状石墨。这是普通灰铸铁中最常见的一种石墨分布形态。通常认为A型石墨对性能有利。

    A型石墨是在铸铁的石墨生核能力较强、冷却速率较低、在过冷度很小的条件下发生共晶转变时形成的。它要求原铁液要有足够的碳当量、硫含量以及适宜的孕育量,在没有激冷或者壁厚太小,同时孕育后在尽量短的时间内完成浇注的条件下,铸件最容易形成A型石墨。此时,如果成品的碳当量与4.26%的比值等于或者近似等于0.9,那么将得到好的石墨形态。

    B型石墨为均匀无方向型分布的菊花状石墨,是在凝固开始使过冷度大,成核条件差,后期过冷度减少的情况下形成的。这种石墨成簇分布,中心石墨片比较细小而边缘石墨片比较粗大,具有明显的额菊花形状。由于石墨成簇状,在基体上形成集中的弱点,与A型石墨相比较,强度有所下降。

    B型石墨的生核条件比A型石墨差,共晶转变时的过冷度也比形成A型石墨时大,结晶时先在共晶团中心部位产生过冷石墨(D型),释放的结晶潜热使周边的过冷度降低形成A型石墨,结果出现菊花状片状石墨。

     C型石墨为均匀无方向性分布的片状初生石墨,是过共晶成分的灰铸铁在慢冷时形成的。它的特点是在A型石墨中分布着很粗大的针片状石墨,这种结构对基体的破坏性大,故性能也是差的。

     C型石墨主要出现于碳当量很高(过共晶成分)、冷却缓慢的铸铁中。过共晶铁液冷却时,通过液相线后,在一定的过冷度下析出初生石墨,并在液相中逐渐长大。由于结晶温度较高,石墨片的长大时间较长,从而形成分枝较少的粗大片状石墨。温度降低到共晶温度时,发生正常的共晶转变,这时产生的石墨是正常的共晶石墨(也就是A型石墨),最终的结果是在粗大的石墨片之间分布有正常的共晶石墨。因此,C型石墨是由粗大、块状石墨和A型石墨构成的。另外,碳当量虽然不是太高,但是浇注温度高,冷却速度慢且孕育过量时也会产生这种石墨。

    D型石墨为无方向性分布的枝晶间石墨。这种石墨非常细小而且无序分布在枝晶之间。近年来有新的研究提出,D型石墨铸铁在某些领域有着独特的应用,尚待进一步研究。

    D型石墨是铸铁的碳当量较低、冷却速率较高,在过冷度较大、初生奥氏体枝状晶发达的条件下在奥氏体枝晶间形成的,石墨片细小且无方向性。D型石墨常见于碳当量较低的薄壁灰铸铁件中,也称为过冷石墨枝晶间石墨

    E型石墨为有方向性分布的枝晶间石墨,是在碳当量更低但冷却速度较慢的条件下形成的。由于石墨排列的方向性很强,在较小的外力作用下,铸件有可能沿E型石墨排列方向呈带状脆断,强度较差。

    E型石墨是在碳当量较低、冷却速率也较低的条件下形成的。由于初生奥氏体枝状晶较多、发生共晶转变时过冷度不大、石墨核心不太多、共晶团较大,形成的石墨片大于D型石墨。因冷却比较缓慢,奥氏体枝状晶发达,发生共晶转变时液相主要在初生奥氏体枝状晶之间,形成的石墨片沿枝状晶方向生长,具有一定的方向性。出现E型石墨的铸铁,如果冷却速率较高,也会形成D型石墨。

    F型石墨是在大块石墨上分布着许多细小的A型石墨,又称星形石墨,是在过共晶成分但快冷的条件下形成的。F型石墨的作用与C型石墨相似。

F型石墨实质上也是过共晶石墨,是高碳铁水,较大过冷条件下形成的。与C型石墨在成分条件上有相近的地方,其特点是在大块石墨(也叫星形石墨)上分布着许多小的石墨片。大块石墨可以认为是相当于C型石墨中的初生石墨,而小片状石墨在其上生长。

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