灰铸铁划线平板与球墨铸铁平板中硅的作用有哪些?

灰铸铁划线平板与球墨铸铁平板中硅的作用有哪些?

  灰铸铁划线平板在平衡条件下,稳定系的共晶温度TEG(1153℃),只比介稳定系的共晶温度TEC(1147℃)高6℃。铸铁的凝固过程中,冷却速率略高一点、过冷度略大一点,就会按介稳定系转变。实际生产条件下,铸铁凝固时冷却速率都比较高、过冷度较大,如果是单纯的Fe-C合金,很容易出现白口。对于生产灰铸铁和球墨铸铁铸件而言,凝固过程中碳不能以Fe3C的形态析出,必须使其按稳定系转变,因而,加入合金元素,扩大TEG和TEC之间的温度差,是至关重要的。

  Fe-C合金中加入硅,可以提高稳定系的共晶温度,不过这种作用不太明显,但是,硅却可以使介稳定系的共晶温度显著降低,从而扩大TEG和TEC之间的温度差。因此在灰铸铁和球墨铸铁中,硅都是不可或缺的重要合金元素,能促使碳以石墨的形态析出,有效地抑制Fe3C的形成。

  在实际生产条件下,还有很多影响铸铁凝固过程的因素,如:铸铁中含有多种合金元素,不是单纯的Fe-C合金;铸件的冷却速率一般都比较高,与平衡状态差别很大;铁液中含有大量微细的非金属夹杂物,凝固过程中结晶、生核的条件复杂。

  单向性生核:

  1、金属-非金属体系的凝固过程中,非金属物质可以是金属凝固的核心,而金属不可能是非金属物质凝固的核心,这就是所谓的单向性生核(One way nucleation)。

  2、铸铁的组织,主要是由金属基体和和碳质组分(石墨 和/或 碳化物)构成,除各种白口铸铁外,铸铁中都含有游离的石墨,石墨可以是奥氏体析出的核心,而奥氏体则不可能是石墨析出的核心。

  3、同样,Al-Si合金的共晶凝固过程中, Si可以是Al析出的核心,Al不可能是Si析出的核心。

  4、过共晶铸铁析出初生石墨时,亚共晶铸铁共晶转变时,都是先析出石墨,然后以石墨为核心析出奥氏体,为了更好地控制铸铁的组织,使铁液中含有大量与石墨晶格匹配度好的晶核是至关重要的。

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