灰鑄鐵與球墨鑄鐵的鑄鐵平臺(tái)凝固過程一樣嗎?
灰鑄鐵鑄鐵平臺(tái)的最終性能,主要決定于其在凝固過程中形成的組織,例如:灰鑄鐵的熱性能就受其組織中石墨的形態(tài)、尺寸和數(shù)量的影響,力學(xué)性能則取決于初生奧氏體枝晶的數(shù)量、石墨的形態(tài)和共晶團(tuán)的尺寸;球墨鑄鐵的力學(xué)性能則取決于石墨球的數(shù)量、形態(tài),以及基體組織的特點(diǎn)。
灰鑄鐵與球墨鑄鐵的凝固過程包括:
1、共晶轉(zhuǎn)變的末期,共晶晶粒與共晶晶粒之間、共晶晶粒與初生奧氏體枝晶之間互相銜接,剩余的低熔點(diǎn)殘液處于晶粒之間的晶界部位,最后凝固。
2、這種殘液在鑄鐵中所占的體積分?jǐn)?shù)雖然很小,但是,其中富集了多種偏析元素和夾雜物,它的凝固狀態(tài)可以使鑄鐵件中產(chǎn)生多種晶界缺陷,如磷共晶、晶界碳化物、晶界非金屬夾雜物、畸形石墨、晶間縮松等,對(duì)鑄件質(zhì)量的影響很大。
3、生產(chǎn)過程中影響剩余殘液性質(zhì)的因素也很多,
4、鑄鐵化學(xué)成分的選定,熔煉用各種原材料的質(zhì)量,熔煉過程的控制,鐵液的后處理工藝等等。
鑄鐵凝固過程中的生核:
1、鑄鐵是一種碳含量比較高的Fe-C合金,除碳以外,還含有多種其他合金元素,一般低合金鑄鐵中的碳,可以以石墨或Fe3C的形態(tài)析出。
2、高溫的鐵液中,石墨的自由能比Fe3C低得多,較易于直接自鐵液中析出。
3、當(dāng)然鑄鐵中的碳也可自固態(tài)的奧氏體中脫溶析出,從熱力學(xué)方面的分析看來,F(xiàn)e-石墨系二元相圖是穩(wěn)定的平衡狀態(tài),所以稱之為Fe-C合金的穩(wěn)定系,相對(duì)而言,F(xiàn)e-Fe3C二元相圖就是Fe-C合金的介穩(wěn)定系。
4、要了解鑄鐵的凝固過程,當(dāng)然要參照Fe-C合金相圖,通常我們看到的書籍中,F(xiàn)e-C二元合金相圖,一般都用虛線表示穩(wěn)定系(Fe-石墨),實(shí)線表示介穩(wěn)定系(Fe-Fe3C)。
5、均勻的液相中結(jié)晶析出固相(均質(zhì)生核),晶核的形成需要很大的表面能。
6、對(duì)純金屬而言,在金屬液中均質(zhì)生核,一般都需要將其過冷到其熔點(diǎn)100℃以下。
7、實(shí)際上各種鑄造合金的結(jié)晶、凝固過程,都起始于異質(zhì)晶核。
8、一般說來如果晶核的晶格與凝固體晶格的適配性好,合金液在很小的過冷度下就可以開始結(jié)晶、凝固。