球墨铸铁的结晶,球状石墨是如何形成的?

球墨铸铁的结晶,球状石墨是如何形成的?
球状石墨是如何形成的,球化剂对形成球状石墨起到的作用是什么?

球墨铸铁是在熔炼过程中经过球化处理 ,使石墨形成球状的一种铸铁.它具有较高的机械性能和良好的铸造性能.由于球铁生产成本比铸钢低 ,机械性能比一般铸铁好 ,因此目前已得到广泛应用.球墨铸铁的组织球墨铸铁是由球状石墨和金属基体组成.在生产实践中 ,铸件常见的金属基体为珠光体和铁素体两类.
铸铁凝固过程中形成的石墨相形态,随铁水成分(变质剂含量、硫和氧等杂质元素的含量、其它微量元素的含量等)、冷却速度、孕育状态等呈现出丰富多样的变化.长期以来,人们一直在努力寻求不同石墨形态之间相互转变的规律.早期的文献大多推崇一种“渐变说”,即认为随着冷却速度的增大或球化剂含量的增加,石墨相形态发生由A型片状→D型片状(过冷型石墨)→蠕虫状→球状的一系列转变;这些转变是连续的;石墨从一种形态转变到另一种形态是一种渐变过程,而不是结束一种形态,代之以另一种形态的形核和生长.但这一学说所依据的实验事实大多是采用对变质处理后的铁水进行保温,在不同的时间液淬采样进行观察的实验方法所得到的,由于研究中不能得到连续的衰退组织,因而未提出各种石墨形态连续转变的充分证据.近期的研究都采用定向凝固技术来考察铸铁中石墨形态的转变,这样不仅可以观察到加入变质剂前后和熔体衰退过程中石墨形态的连续转变,而且还可以对凝固速度(R)、温度梯度(GL)和变质剂含量(C0)与石墨形态之间的关系进行定量研究.结果有人发现,在过冷型石墨与蠕虫状石墨之间存在着明显的分界线,并据此提出了一种“渐变—突变—渐变”的观点,认为石墨形态由球状→蠕虫状→过冷型片状→A型片状的转变是石墨生长机制发生了渐变—突变—再渐变的过程.其中球状石墨→蠕虫状石墨的转变是渐变;蠕虫状石墨→过冷型石墨的转变为突变;过冷型石墨→A型片状石墨的转变则是再一次渐变.但也有的实验结果进一步证实了石墨形态从片状→蠕虫状→球状和从球状→蠕虫状→片状两个方向的转变都是一种渐变过程.
随工艺因素的单调连续变化,石墨形态由球状→蠕虫状→片状或由片状→蠕虫状→球状的转变序列已是毫无疑问.但对珊瑚状、碎块状和开花状等过渡形态或变态石墨在转变序列中处在什么位置,即它们的形成条件,人们的看法还存在很大的分歧.
变质铸铁石墨形态的多样性在低凝固速度(或冷却速度)下得以充分表现.考察低凝固速度下变质铸铁的凝固过程对于全面、准确、深入地揭示石墨形态的转变规律是极为重要的,而这一点在以往的研究工作中却是较为缺乏的.