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了解铸铁组织及其形成的过程

文章出处:本站    人气:1220    发表时间:2020-05-24 18:54:06

铸铁属于铁基高碳多元合金,其常存元素,除铁以外,般含w(C)为2%~4%①、w(S1)为1%~3%以及锰、磷、硫。碳在铸铁中通常以三种状态存在:形成石墨晶体单存在;与铁形成二元或多元化合物以化合状态存在;溶入a—Fc或Y—Fe中以固溶状态存在。
       由于化学成分和结晶条件不同,铸铁液—固相变有二重性,凝固后产生不同的高碳相,即渗碳体或石墨。渗碳体组织在高温下不稳定,发生分解,分解出来的碳,大部分转变为石墨晶体,因而渗碳体属于可分解的亚稳定相,石墨晶体则称为稳定相。不同的高碳相赋予铸铁以截然不同的性能。高碳相为渗碳体的铸铁断面呈银白色,硬而脆,称为白口铸铁。高碳相为石墨的铸铁断面呈灰黑色,硬度低,称为灰口铸铁。铸铁组织中高碳相类型、形态、数量、分布状态都影响铸铁性能。
       铸铁组织的形成经历两个阶段。第阶段为凝固过程,形成凝固组织;第二阶段为固态相变过程,由凝固组织转变为室温组织。
       了解铸铁组织及其形成过程和转变规律通常需要借助铁碳合金相图。相图上的相区、相变临界点数据来自实验或热力学计算,这些数据符合热力学平衡条件。也就是说,合金温度发生变化时,其组分原子有充分时间迁移而达到该温度下的浓度平衡。平衡状态虽然难以在铸件实际相变过程中出现,但要认识合金组织形成过程和组织转变规律,先需依靠合金相图。
       碳和硅都是铸铁中主要常存元素。硅的存在使铁碳相图发生 明显变化,有助于提高铁碳合金按稳定系转变倾向。因此,硅是影响铸铁组织的重要元素。为了进步掌握铸铁组织的变化规律,人们构建了铁碳硅三元相图。三元相图比铁碳二元相图更加接近工业铸铁实际情况。

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