影響各（gè）種類型（xíng）石墨形成的因素

影（yǐng）響各種類型石墨形成的（de）因素
影響（xiǎng） A 型石墨形成（chéng）的主要因素

1. 鑄（zhù）鐵結晶過冷度 過冷度直接受冷卻速（sù）度、化學成分、及形核能（néng）力（lì）的（de）影 響，但對造型線上大批量生產鑄件時（shí），冷卻（què）速度並不可以控製和管理。 在鑄件壁（bì）厚不是很（hěn）均（jun1）勻時，對於鑄（zhù）件上的邊角薄小部位冷卻速度快， 過冷度大，但如果鐵液冶金質量及孕育良（liáng）好，並不會出（chū）現過冷石墨， 不過是（shì）石墨尺寸偏細小而已。

2. 鐵液中的非均質核心的影響

正常情況下衝天爐熔化的（de）鐵液中的 S含（hán）量（liàng） 可以達到（dào） 0.06-0.15%左右，鐵液（yè）中（zhōng）的 S 和 Mn、Ca 等元素可（kě）以結合生 成 MnS、CaS等硫化物作為石墨形核的（de）核心（xīn）和以 SiO2 為（wéi）外殼的晶核。 有的廠家（jiā）用電爐熔化廢鋼加（jiā）增碳劑的方法生產灰鑄鐵，鐵（tiě）水中硫含量 0.03%以下，在灰鐵中（zhōng）硫含量並非越低越好，這樣就非常不（bú）利於產生大 量非均質核心，從而容易造成石墨形態趨向於 D 型和（hé） B 型（xíng），這種情況 下在電爐中加（jiā）入適量硫鐵將硫含（hán）量（liàng）提高至 0.07%左右即可。有關研究表 明，SiO2 晶體可以作（zuò）為（wéi）石墨結晶的外來（lái）晶核，在高於鐵液氧化皮形成 溫度時（shí），析出的 SiO2 質點不可能作為石墨核心，其原因在於鐵液尚未 進入凝固時期， SiO2 內（nèi）有效結晶表麵或隨時（shí）間延長而溶解，或變（biàn）為熔 渣而失去孕育能力。隻有在凝固期間， SiO2 有一個晶質表麵，它既（jì）不 成渣，也不溶解，從而起到石墨核心的作用。要使析出的 SiO2 起到石（shí） 墨核心的作用，須具備以（yǐ）下三個條件：①應合理加入含矽孕育（yù）劑②鐵 液中應有足夠的氧（ 20-30ppm），以便形成（chéng）有（yǒu）效的 SiO2 晶核。③加入 孕（yùn）育劑和凝（níng）固（gù）之間的（de）時間間（jiān）隔應為最短，隨流孕（yùn）育完全可以滿足這個 要求。

3. 高溫靜置的影響 在大批量生產線作（zuò）業的工廠一旦某一節點出現問題， 會導致整（zhěng）條線停產（chǎn），這時尚在電爐（lú）中的鐵液在平衡溫度以上長時間過 熱後，鐵液中的自（zì）由氧及 SiO2 與（yǔ）鐵液中的 C 發生（SiO2+2C=[Si]+2CO （g）反應，鐵液因 CO 揮發而貧氧（yǎng）。這樣的鐵液（yè）在（zài）澆注冷卻（què）凝固時， 可能形成（chéng）極少數的 SiO2 晶核，且其（qí）中一大部分很容易失去作用，成為 一種缺少晶核的鐵液，這樣的鐵液（yè）石墨化率會很低下，很可能形成 D 型石墨和鐵素體基體 [2]。若用孕育（yù）劑處理這樣的鐵液也不會有太好的 效（xiào）果，因對於形成足夠的 SiO2 有效晶核來說，還缺（quē）乏氧源（yuán）。這就是為 什麽長時間高溫靜置的鐵（tiě）液石（shí）墨化能力差的原因。此時對這樣的鐵液 重新加入部分生鐵廢鋼及回爐鐵等材料進（jìn）行調質處理即可。

4. 孕育劑的（de）影響 在鐵液質量穩（wěn）定的前提（tí）下，孕（yùn）育劑（jì）的加入方式有（yǒu）包內加（jiā） 入和包嘴隨流孕育兩種方式。包內加入的（de）方（fāng）式一般在做球墨鑄鐵時使 用，因為經球化的鐵水白口傾向比較大，同時球化鐵水最好在 7 分鍾 內澆注完畢（bì），否則易發生（shēng）球化及孕育衰退現象；在做灰（huī）鐵時以包嘴隨 流孕育的方式效果應為最佳，孕育劑粒度 0.3-0.5mm，使用量僅在 0.1-0.15%之間，加入時間與凝固時間的時（shí）間間隔為最短，這樣還完全 可以避免孕育衰退的發生。

影響 D 型（xíng）石墨形成的因素 過冷石墨（mò）的形態（tài）特征是在奧氏體枝晶間分布著大量細小而無一定（dìng）方向性的 近似（sì）點狀石墨。 首（shǒu）先由於鐵水缺乏形（xíng）核因子或孕育效果（guǒ）的影響、 或鑄件本身壁薄 同時澆注後冷（lěng）卻速度（dù）非常快， 造成結晶過冷度變大， 這樣的情況下都可能導致鑄 件形成 D 型石墨。具有 DTYPE 石墨（mò）組織（zhī）的鑄件在清理機中（zhōng）清理時容易發生破損 和掉角現象。 所以正常（cháng）情況下（xià）這種石墨組織應盡可能避免。 目前部分空調器壓縮 機用氣缸鑄件本身就要求金相組織以 D 型石墨為主，所以在鑄造方法上有的采 用金（jīn）屬型提高冷卻（què）速度（dù），同（tóng）時加入 0.05-0.07%的 Ti 進一（yī）步加大結晶過冷度，從 而促（cù）進 D 型石墨的形成。

影響 B 型石墨形成的因素 據有關資料介紹， B 型石墨就相當於 D+A 的組合。首先由於受鐵（tiě）水質量或 孕育效果的影響（xiǎng） （在前（qián）文中（zhōng）已明確） 在鑄件的內部最起初先形成了分枝多而且密 的（de） D 型石墨，隨著結晶過程的進行，在（zài）共晶轉變中釋放出結晶潛熱（rè）向周圍散（sàn）出， 導致結晶過冷度降低， 故外層（céng）石墨生長速（sù）率延緩， 石墨片又逐（zhú）漸長成了片狀， 而 且沿著熱流的方向長成了輻（fú）射（shè）狀 [3]。再進一步（bù）向外發展（zhǎn）時（shí），由於熱流已不再有 明顯的輻射方向性，故外圍（wéi）又長成了蜷曲的片狀 A TYPE 石墨。對（duì）要求 A TYPE 石（shí）墨比較嚴格的鑄件， 在鐵水冶金質量及孕育處理方麵必須嚴格管理和控製， 盡 量避免 D TYPE 石墨的形成（chéng），也即可避（bì）免 BTYPE 的發生。

影響 C 型石（shí）墨形成的因素 生產中鑄（zhù）件出現 C 型石墨一般有兩種（zhǒng）情形， 一（yī）是生鐵遺傳性（xìng）因（yīn）素引起形成 C 型石墨，電爐本身過熱溫度低， 生鐵中（zhōng）的粗大石墨不能完全熔化， 但在衝天爐過 熱（rè）帶中過熱（rè）溫度可以達到 1700℃，生鐵中的粗大石墨基本可以熔化（huà），所以一般 用衝天爐熔化（huà）的鐵水（shuǐ）形成粗大石墨的幾率較低。 用電爐生產灰鑄鐵（tiě）時所使用（yòng）的生 鐵牌（pái）號控製在 18-22#鑄造生鐵（tiě）較為恰當；另一種情（qíng）形就是目（mù）前很多廠家大批量（liàng）使 用廢鋼加增碳劑用電爐直接熔化生產灰鑄鐵， 在澆注（zhù）過程中（zhōng）電爐中儲存的鐵水中 的碳不可避免有部分被燒損， 為了不使初晶溫度進一步提高， 作業者隨時向電爐 中補加部分增碳劑（jì）， 如果這部分增碳劑未能完全熔解（jiě）即被倒出進行澆注， 這樣將 有（yǒu）部分增碳劑進入鑄件型腔隨其餘鐵水一起結晶凝固， 這部分石墨就相當（dāng）於過（guò）共 晶成分鐵液先析出（chū）的初生（shēng）石墨一樣， 其（qí）餘遊離碳進一步附（fù）著並長大， 從而形成粗 大的 C 型石墨。在生產（chǎn）中控製好補加增（zēng）碳（tàn）劑的（de）熔解或（huò）著在時間允許的條件（jiàn）下采 取其它調質措施即可解決此問題。

A TYPE 石墨（mò）的（de）形成必要條件：硫化物等非均質核心及有效的（de） SiO2 為外殼的晶 核，鐵水中飽和平衡的含氧量及有效的孕育處理。

B TYPE 石（shí）墨即 D+A 的組合，加強鐵液質量（liàng）及孕育管理， 避免（miǎn） D 型石墨生成， B 型石墨也（yě）會（huì）隨之減少。

C TYPE 石墨（mò）在鐵液質量管理不（bú）好的狀態下在亞共晶成分鐵液（yè）中也會出現，必須 加強熔化原材料生鐵及未完全（quán）熔化石墨增碳劑的管理，避免粗大石墨生（shēng）成。

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