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灰鑄鐵中常見的六種石墨類型及對鑄鐵的影響

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灰鑄鐵中石墨的數量、形態、長度和分布對鑄鐵的力學性能有著明顯的影響。在GB721 87《灰鑄鐵金相》標準中載有其典型分級圖譜。按石墨形態共有六種類型。


(1)A型(直片狀)石墨

這是亞共晶灰鐵在較高共晶度(碳飽和度或碳當量)且過冷度不大時的正常、均勻分布也是最常見的石墨組織,它對金屬的割裂作用較低同時具有這種石墨的鑄鐵珠光體含量高故強度和耐磨性好。通常,A型石墨應占石墨總量的90%以上。


(2)B型(玫瑰花狀)石墨

常出現在高共晶度(接近共晶點)同時過冷度大的灰鐵中,因過冷度大使開始形成的細小石墨共晶生長較快且呈輻射狀,隨即因結晶潛熱的釋放生長變慢而呈條狀,最終長成的石墨的立體形狀近似玫瑰花,其心部石墨細小且密集因此導致鐵素體的產生,故對鑄鐵性能不利。通常允許有少量B型石墨存在。


(3)C型(粗大厚片或塊狀)石墨

是過共晶灰鐵的典型石墨。因為是在液態下生成的初析厚大石墨且往往相互連接或相距極近,加以

周圍常為鐵索體(因碳硅量高共析轉變按穩定平衡模式進行),故鑄鐵的性能大幅度下降。因為灰鑄鐵都是亞共晶的,故任何級別的灰鐵中都不允許有c型石墨出現(活塞環和某些制動鼓盤除外)。但要注意的是有的沖天爐鐵液熔煉溫度不高又用低牌號生鐵時,也會出現類似于C型的粗大石墨。


(4)D型(枝晶點狀)石墨

大都出現在共晶度低和(或)過冷度大的鑄鐵組織中,例如鑄件薄斷面或高強度(級別)鑄件較薄的組織中。因為產生的原因是鐵液過冷度大,故又稱為過冷石墨,過冷石墨常伴生過冷鐵素體加以其分布不均(呈枝晶點狀)故對鑄鐵性能不利。在鑄件較薄的部位一般允許有不超過5%的過冷石墨存在。


(5)E型(枝晶片狀)石墨

j 也是一種過冷石墨,是在過冷度比產生D型石墨更大時形成的,因此其分布更不均,方向性也更明顯,對鑄鐵的性能也更加不利。有必要在此說明的是,在生產高強度灰鐵件時,在薄斷面處一例如5ram以下,是很難避免過冷組織的,這是灰鐵金屬特性所決定的。同時還應考慮到,一方面因過冷組織導致性能下降,但另一方面又因其冷卻快,使共晶團細化,從而提高材質的硬度和強度??梢?,對于不要求耐磨性的部位,如缸體曲軸箱,是可以允許有過冷組織存在的,因為就硬度和強度而言實際上薄斷面處的強度并不一定下降。


(6)F型(星形)石墨

它是過共晶鑄鐵在極大的過冷度(快冷)下的產物,例如在活塞環等特殊鑄件中出現,其減磨性好(同時還伴有高彌散度的全珠光體基體)。

資料來源:鑄造裝備