铸铁石墨形成机理探讨.ppt

**AnmingLi,DeptofMSE,hpu关于铸铁石墨形成机理探讨1.铸铁的分类及石墨化过程2.灰铸铁石墨特点及形成机理3.球铁石墨特点及形成机理4.蠕墨铸铁石墨特点及形成机理第2页,共28页，2024年2月25日，星期天根据碳在铸铁中存在的形态不同，通常可将铸铁分为白口铸铁（Fe3C）、灰口铸铁(石墨)及麻口铸铁。灰口铸铁中，根据石墨的形态不同分为普通灰铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁1.铸铁的分类及石墨化过程1.1铸铁的分类第3页,共28页，2024年2月25日，星期天1、石墨为稳定相，具有特殊的简单六方晶格，石墨的强度、硬度和塑性都很差。2、可以直接析出石墨；3、Fe3C在一定条件下分解为铁素体和石墨，即：Fe3C→3Fe+G（石墨）。1.2.1铸铁中的石墨1.2石墨化过程及其影响因素：石墨结构第4页,共28页，2024年2月25日，星期天铁碳合金的结晶实际上存在两种相图，即Fe3C-Fe和Fe-G相图，铁碳合金结晶条件不同可以全部或部分地按照其中的一种或另一种相图进行结晶。1.2.2Fe-G相图1.2石墨化过程及其影响因素：第5页,共28页，2024年2月25日，星期天两个相图的比较：Fe—Fe3C相图Fe—G相图共晶温度1148℃1154℃共析温度727℃738℃S点0.77%0.68%E点2.11%2.08%C点4.30%4.26%第6页,共28页，2024年2月25日，星期天1.2.3石墨化过程铸铁组织中石墨的形成叫“石墨化”过程。第一阶段:LcAE+G共晶石墨第二阶段:AG二次石墨第三阶段:ASFp+G共析石墨1.2石墨化过程及其影响因素：第一阶段第二阶段第三阶段第7页,共28页，2024年2月25日，星期天第一、二阶段石墨化完全进行→C主要以石墨存在第三阶段石墨化完全进行→F基体+石墨第三阶段石墨化部分进行→P+F基体+石墨第三阶段石墨化没有进行→P基体+石墨第一、二阶段石墨化部分进行第三阶段石墨化没有进行→石墨与Fe3CⅡ共存第一、二阶段石墨化没有进行第三阶段石墨化没有进行→C以Fe3C形式存在冷速慢快灰口铸铁麻口铸铁白口铸铁1.2.4石墨化程度与铸铁分类1.2石墨化过程及其影响因素：第8页,共28页，2024年2月25日，星期天↑碳当量，↑时间→有利于石墨化冷速慢→促进石墨化冷速快→抑制石墨化1.2.5影响石墨化的因素化学成分：C、Si促进石墨化元素Mn、S阻碍石墨化元素冷却速度：WC+Wsi(%)1.2石墨化过程及其影响因素：第9页,共28页，2024年2月25日，星期天A型D型C型B型F型E型金相组织特点及对性能的影响灰铸铁主要石墨形态2.灰铸铁石墨特点及形成机理第10页,共28页，2024年2月25日，星期天A型石墨A型石墨是在石墨的成核能力较强，冷却速度较慢，共晶转化在很小的过冷度下进行时形成的片状石墨。1.低的过冷度2.足够的形核核心有论文认为，共晶度较小的情况下，强脱氧元素Al和Zr在孕育前进行0.007%~0.010%的预处理对石墨形态控制明显有利2.灰铸铁石墨特点及形成机理第11页,共28页，2024年2月25日，星期天B型石墨B型石墨呈放射状，其实质上是中心部分由D型石墨组成，放射状的外围则为A型石墨。共晶团的中心部分形成过冷（D型）石墨，随着结晶过程的进行，在共晶转变中释放出结晶潜热向周围散出，导致结晶过冷度降低，故外层石墨生长速率延缓，石墨片又逐渐长成了片状，而且沿着热流的方向长成了辐射状。再进一步向外发展时，由于热流已不再有明显的辐射方向性，故外围又长成了蜷曲的片状ATYPE石墨。B型=A型+D型2.灰铸铁石墨特点及形成机理第12页,共28页，2024年2月25日，星期天C型石墨