了解鑄鐵組織及其形成的過程
文章出處：本站 人氣：8415 發(fā)表時(shí)間：2020-05-24 18:54:06
鑄鐵屬于鐵基高碳多元合金，其常存元素，除鐵以外，般含w(C)為2％～4％①、w(S1)為1％～3％以及錳、磷、硫。碳在鑄鐵中通常以三種狀態(tài)存在：形成石墨晶體單存在；與鐵形成二元或多元化合物以化合狀態(tài)存在；溶入a—Fc或Y—Fe中以固溶狀態(tài)存在。
由于化學(xué)成分和結(jié)晶條件不同，鑄鐵液—固相變有二重性，凝固后產(chǎn)生不同的高碳相，即滲碳體或石墨。滲碳體組織在高溫下不穩(wěn)定，發(fā)生分解，分解出來的碳，大部分轉(zhuǎn)變?yōu)槭w，因而滲碳體屬于可分解的亞穩(wěn)定相，石墨晶體則稱為穩(wěn)定相。不同的高碳相賦予鑄鐵以截然不同的性能。高碳相為滲碳體的鑄鐵斷面呈銀白色，硬而脆，稱為白口鑄鐵。高碳相為石墨的鑄鐵斷面呈灰黑色，硬度低，稱為灰口鑄鐵。鑄鐵組織中高碳相類型、形態(tài)、數(shù)量、分布狀態(tài)都影響鑄鐵性能。
鑄鐵組織的形成經(jīng)歷兩個(gè)階段。第階段為凝固過程，形成凝固組織；第二階段為固態(tài)相變過程，由凝固組織轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝亟M織。
了解鑄鐵組織及其形成過程和轉(zhuǎn)變規(guī)律通常需要借助鐵碳合金相圖。相圖上的相區(qū)、相變臨界點(diǎn)數(shù)據(jù)來自實(shí)驗(yàn)或熱力學(xué)計(jì)算，這些數(shù)據(jù)符合熱力學(xué)平衡條件。也就是說，合金溫度發(fā)生變化時(shí)，其組分原子有充分時(shí)間遷移而達(dá)到該溫度下的濃度平衡。平衡狀態(tài)雖然難以在鑄件實(shí)際相變過程中出現(xiàn)，但要認(rèn)識合金組織形成過程和組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，先需依靠合金相圖。
碳和硅都是鑄鐵中主要常存元素。硅的存在使鐵碳相圖發(fā)生 明顯變化，有助于提高鐵碳合金按穩(wěn)定系轉(zhuǎn)變傾向。因此，硅是影響鑄鐵組織的重要元素。為了進(jìn)步掌握鑄鐵組織的變化規(guī)律，人們構(gòu)建了鐵碳硅三元相圖。三元相圖比鐵碳二元相圖更加接近工業(yè)鑄鐵實(shí)際情況。
由于化學(xué)成分和結(jié)晶條件不同，鑄鐵液—固相變有二重性，凝固后產(chǎn)生不同的高碳相，即滲碳體或石墨。滲碳體組織在高溫下不穩(wěn)定，發(fā)生分解，分解出來的碳，大部分轉(zhuǎn)變?yōu)槭w，因而滲碳體屬于可分解的亞穩(wěn)定相，石墨晶體則稱為穩(wěn)定相。不同的高碳相賦予鑄鐵以截然不同的性能。高碳相為滲碳體的鑄鐵斷面呈銀白色，硬而脆，稱為白口鑄鐵。高碳相為石墨的鑄鐵斷面呈灰黑色，硬度低，稱為灰口鑄鐵。鑄鐵組織中高碳相類型、形態(tài)、數(shù)量、分布狀態(tài)都影響鑄鐵性能。
鑄鐵組織的形成經(jīng)歷兩個(gè)階段。第階段為凝固過程，形成凝固組織；第二階段為固態(tài)相變過程，由凝固組織轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝亟M織。
了解鑄鐵組織及其形成過程和轉(zhuǎn)變規(guī)律通常需要借助鐵碳合金相圖。相圖上的相區(qū)、相變臨界點(diǎn)數(shù)據(jù)來自實(shí)驗(yàn)或熱力學(xué)計(jì)算，這些數(shù)據(jù)符合熱力學(xué)平衡條件。也就是說，合金溫度發(fā)生變化時(shí)，其組分原子有充分時(shí)間遷移而達(dá)到該溫度下的濃度平衡。平衡狀態(tài)雖然難以在鑄件實(shí)際相變過程中出現(xiàn)，但要認(rèn)識合金組織形成過程和組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，先需依靠合金相圖。
碳和硅都是鑄鐵中主要常存元素。硅的存在使鐵碳相圖發(fā)生 明顯變化，有助于提高鐵碳合金按穩(wěn)定系轉(zhuǎn)變傾向。因此，硅是影響鑄鐵組織的重要元素。為了進(jìn)步掌握鑄鐵組織的變化規(guī)律，人們構(gòu)建了鐵碳硅三元相圖。三元相圖比鐵碳二元相圖更加接近工業(yè)鑄鐵實(shí)際情況。
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