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Ch01_cast_iron_03.ppt

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Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 稳定系共晶凝固过程 小结 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 稳定系共晶凝固过程 小结 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 稳定系共晶凝固过程 小结 稳定系的共晶转变:形成G 1)对于亚共晶,当具有一定的共晶过冷度时,在初析奥氏体枝晶间的溶液的C达到饱和,促使石墨形核并长大,此时又造成贫乏,这为共晶奥氏体的形成创造了条件,同时奥氏体的析出又为G的析出创造了条件。 共晶团不是在奥氏体上延续,而是从液体中单独由石墨形核开始,其中未熔的微细石墨颗粒、某些高熔点的夹杂物颗粒都可称为非均质核心。 2)对于过共晶来说,初析相为石墨,共晶石墨可以以初析石墨为基生长。 3)石墨的(0001)面可以作为奥氏体(111)面的基底而促使奥氏体形核。 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 共晶凝固过程 小结 4)共晶体形态: 正常共晶:片状石墨:石墨为领先相。 非正常共晶:球状石墨:G球被奥氏体包围而生长――属于离异共晶。 介于两者之间:蠕虫状石墨。 其形态决定于G的生长方式以及G与奥氏体的生长速率有关: RGRγ:正常共晶 RG Rγ:非正常共晶 RG=Rγ:球化元素不足或同时存在反球化元素 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 共晶凝固过程 小结 5)共晶团数:对于正常共晶而言,G片为领先相,向熔体内生长并分枝,以每个G 为中心形成的G-γ两相共生生长的共晶晶粒称为共晶团。共晶晶粒数量越多,即共晶晶粒越细小,铸件力学性能越好:冷却速度和过冷度越大,非均质晶核越多,共晶团数越多。 亚共晶白口铸铁组织 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 (五) 亚稳定系共晶转变过程 共晶白口铸铁组织 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 过共晶白口铸铁组织 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 (五) 亚稳定系共晶转变过程 富C相为Fe3C,共晶形成γ+Fe3C(莱氏体)――白口铁 1) Fe3C的形态:复杂的正交晶格:Fe原子构成空间八面体的链状结构,C原子分布在棱的空隙中(图1-19)。曾层中C-C、Fe-C为共价键,层间为金属键。棱面边缘有大量未饱和的共价键,故沿棱面晶向择优生长而形成片状。是逐层增厚的,与G的生长相似。研究表明:Fe3C是以平面棱树枝晶的方式长大。 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 2) Fe3C-γ共晶的生长形态:在板状Fe3C中有规律分布的杆状、蜂窝状γ组成;在平行于Fe3C片方向为层片组织。图1-20,1-21,p23-25。稀土对Fe3C有细化作用。 3) 合金元素对碳化物的影响:普通灰铁和低合金铸铁中以M3C的形式存在; 在高合金铸铁中:高Cr铸铁为M7C3型,V白口铁以MC型存在。 共晶白口铁 亚共晶白口铁 过共晶白口铁 Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 (六) 磷共晶的形成 磷为正偏析元素,其偏析系数高达51.4-70.6。当铸铁中含P 0.05%时,便可能形成P共晶。P共晶常以不连续网状或孤岛状分布于原共晶团位置――增加脆性――为限制元素(但在减摩铸铁中P共晶耐磨)。 * 奥氏体化温度900℃/20分钟, * 奥氏体化温度900℃/20分钟, * Teaching Materials/Yuandong Li * 第二节 铸铁的一次结晶过程 一、初析石墨的结晶 铸铁从液态转变为固态的过程,包括初析和共晶凝固,称为一次结晶。 Teaching Materials/Yuandong Li * 稳定系 介稳系 4.3 4.26 2.10 0.69 2.14 0.76 1153℃ 1147℃ 736℃ 727℃ γ+G γ+Fe3C α+G α+Fe3C E C S E’ C’ S’ K K’ P P’ J B D D’

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