初生奥氏体枝晶对铸铁铆焊平台性能的影响

初生奥氏体枝晶对铸铁铆焊平台性能的影响

  对于灰铸铁铆焊平台,初生奥氏体枝晶的数量是影响力学性能的重要因素,铸铁组织中枝晶所占的体积分数提高,铸铁的强度随之提高,交错、接搭的枝晶尤为有益。

  对球墨铸铁铆焊平台,初生奥氏体枝晶的数量和枝晶间距,对石墨球的形态、尺寸和分布状况都有重要的影响。例如:枝晶间距大,枝晶间就可以有较大的石墨球;枝晶间距小,就只能产生小石墨球,因为一部分石墨球是在枝晶间的铁液中析出的。因此,为了更好地控制球墨铸铁的质量,控制初生奥氏体的数量和形态也是很有必要的。

  初生奥氏体枝晶的析出:工业用的各种铸铁,由于在非平衡条件下的凝固,即使碳当量高达4.7%,铸造组织中仍然有一定量的初生奥氏体,这里,就不同共晶度的铸铁作简单的分析

  亚共晶铸铁:

  1、碳当量为Fe亚的亚共晶铁液,冷却到液相线BC以下,就开始析出低碳初生奥氏体枝晶,液相中碳当量随之沿BC线逐渐增高。

  2、冷却到温度T1,由于已逐渐析出初生奥氏体枝晶,液相中的碳含量增高到C1。

  3、冷却到共晶温度TEG,液相中的碳含量为共晶碳含量C,由于并非处于平衡状态,而且铁液中没有石墨作为共晶奥氏体析出的依托,不可能在此温度下发生共晶转变。

  4、冷却到共晶温度TEG以下某一温度T2时,液相中的碳含量已经沿BC的延长线增高到C2,为过共晶成分,石墨异质生核、结晶析出。石墨析出后,液相中的碳当量降低到共晶成分附近,奥氏体以石墨为核心结晶析出,发生共晶转变。

  5、碳当量为F过的过共晶铁液,冷却到CD线以下,开始析出初生石墨,未凝的液相中碳当量沿DC线逐渐降低。

  6、冷却到温度T1时,由于已逐渐析出初生石墨,液相中的碳当量降低到C1',在碳当量仍然高于共晶成分C的条件下,不析出奥氏体。

  7、冷却到共晶温度TEG,液相中的碳当量为共晶碳含量C,由于并非处于平衡状态,不析出奥氏体,也不可能发生共晶转变。

  8、冷却到共晶温度TEG以下某一温度T2时,液相中的碳含量已经沿DC的延长线降低到C2',为亚共晶成分,析出初生奥氏体枝晶。

  9、由于初生奥氏体的析出,液相中的碳当量回归到共晶成分附近,奥氏体以石墨为核心结晶析出,发生共晶转变。

  10、在非平衡状态下,即使是碳当量为共晶成分的铁液,冷却到共晶温度TEG,也不可能立即发生共晶转变。

  11、冷却到TEG温度以下,初生奥氏体枝晶生核、析出。

  12、由于铁液中单向性生核,石墨不可能依托奥氏体析出。液相中碳当量提高后,石墨借助于异质生核结晶析出,液相中的碳当量回归到共晶成分附近,奥氏体以石墨为核心结晶析出,发生共晶转变。

  初生奥氏体枝晶的形态:

  1、奥氏体的晶格是面心正立方,直接自铁液中生核、成长时,只有按原子密排面(111)生长,表面能最小,形成八面体晶体,析出的奥氏体才稳定。

  2、然后因为晶体的棱角前沿铁液中溶质的浓度梯度大,易于扩散,棱角的成长速度比平面大,就形成了一次枝晶,又在此基础上长出二次枝晶,进而长出三次枝晶,因而,通常都称之为奥氏体枝晶。

  3、实际生产中的铸铁,由于铁液中各部位温度的差异、成分的偏析以及热流的影响,初生奥氏体枝晶可以成长为柱状晶,也可以是等轴晶。柱状晶在铸型壁上生核,向热流的反方向长大。等轴晶铁液中生核,向热流的方向长大。

  4、铸铁中的奥氏体枝晶还具有不完整、不对称的特征,各个枝晶、一个枝的各部位,生长的状况都有差别,此外也有在热流作用下破损、缺失的部位。

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