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灰鑄鐵劃線平板在平衡條件下,穩定系的共晶溫度TEG(1153℃),只比介穩定系的共晶溫度TEC(1147℃)高6℃。鑄鐵的凝固過程中,冷卻速率略高一點、過冷度略大一點, 會按介穩定系轉變。實際生產條件下,鑄鐵凝固時冷卻速率都比較高、過冷度較大,如果是單純的Fe-C合金,很容易出現白口。對于生產灰鑄鐵和球墨鑄鐵鑄件而言,凝固過程中碳不能以Fe3C的形態析出,必須使其按穩定系轉變,因而,加入合金元素,擴大TEG和TEC之間的溫度差,是至關重要的。
Fe-C合金中加入硅,可以提高穩定系的共晶溫度,不過這種作用不太明顯,但是,硅卻可以使介穩定系的共晶溫度 降低,從而擴大TEG和TEC之間的溫度差。因此在灰鑄鐵和球墨鑄鐵中,硅都是不可或缺的重要合金元素,能促使碳以石墨的形態析出,有效地抑制Fe3C的形成。
在實際生產條件下,還有很多影響鑄鐵凝固過程的因素,如:鑄鐵中含有多種合金元素,不是單純的Fe-C合金;鑄件的冷卻速率一般都比較高,與平衡狀態差別很大;鐵液中含有大量微細的非金屬夾雜物,凝固過程中結晶、生核的條件復雜。
單向性生核:
1、金屬-非金屬體系的凝固過程中,非金屬物質可以是金屬凝固的核心,而金屬不可能是非金屬物質凝固的核心,這 是所謂的單向性生核(One way nucleation)。
2、鑄鐵的組織,主要是由金屬基體和和碳質組分(石墨 和/或 碳化物)構成,除各種白口鑄鐵外,鑄鐵中都含有游離的石墨,石墨可以是奧氏體析出的核心,而奧氏體則不可能是石墨析出的核心。
3、同樣,Al-Si合金的共晶凝固過程中, Si可以是Al析出的核心,Al不可能是Si析出的核心。
4、過共晶鑄鐵析出初生石墨時,亞共晶鑄鐵共晶轉變時,都是先析出石墨,然后以石墨為核心析出奧氏體,為了 地控制鑄鐵的組織,使鐵液中含有大量與石墨晶格匹配度好的晶核是至關重要的。
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本文關鍵詞:劃線平板,鑄鐵劃線平板
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