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铸铁的热处理时组织的转变

热处理是进一步调整和改进基体组织以提高铸铁性能的一种重要途径。热处理是利用加热和冷却的方法,有目的地改变铸铁的基本组织,从而使其具有与所获得组织相应的性能,以满足某一工作条件的需要。因此,铸铁生产除适当地选择化学成分以得到一定的组织。
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 热处理是进一步调整和改进基体组织以提高铸铁性能的一种重要途径。热处理是利用加热和冷却的方法,有目的地改变铸铁的基本组织,从而使其具有与所获得组织相应的性能,以满足某一工作条件的需要。因此,铸铁生产除适当地选择化学成分以得到一定的组织。

加热时组织的转变。铸铁在临界温度以下加热时,发生共析渗碳体的粒化和石墨化,加温度越高,粒化过程加快,但介稳定的渗碳体在一定的条件下,要分解为它的稳定组织-----石墨和铁素体。

1、铸铁中存在的碳。硅。锰。磷等元素对渗碳体的粒化和石墨化过程有不同的影响。锰是稳定碳化物的元素,它有利于珠光体的粒化,而其他元素则有利于共析渗碳体的分解。通常铸铁中总是硅高锰低,因此,石墨化作用总是比粒化作用强烈。如果要获得粒状珠光体组织的铸铁,则要适当提高锰量,降低硅量。

2、凝固过程中总有成分偏析,一般在石墨周围含硅较高而锰较低,容易石墨化,而在共晶团晶界处则锰高硅低,故在该处的珠光体容易粒化。

当加热到临界温度范围以内时,就会发生珠光体转化成奥氏体,或铁素体加石墨转变成奥氏体的相便。由于化学成分的偏析,晶界的临界温度比晶内低,因而奥氏体的晶核首先在晶界处形成。以球墨铸铁为例,基本中通常同时存在有珠光体和铁素体,当由珠光体转变成奥氏体时,奥氏体晶核长大所需碳由铁素体转变成奥氏体时,奥氏体晶核长大所需的碳则由石墨供应,碳由珠光体中的渗碳体分解供应,因而奥氏体的长大极快,而由铁元素转变成奥氏体时,奥氏体晶核长大所需的碳则由石墨供应,碳需经较远的距离由石墨扩撒到共晶团晶界处奥氏体结晶前沿。由于晶界处的晶体缺陷较多,碳原子优先沿晶界扩散。所以,奥氏体首先沿晶界处的晶体缺陷较多,碳原子优先沿晶界长大。随着温度升高,奥氏体晶体粒占据了晶界,然后奥氏体以有利于获得碳原子的角度和方向向铁素体晶粒内生长,形成以石墨为中心的放射状分布,并铁素体分割。

由此可见,在临界温度范围内,铁素体,奥氏体和石墨三相共存,随着加温度的升高,奥氏体增加而铁素体减少,在某一温度达到平衡后,奥氏体与铁素体的数量有一定的比例。除非温度改变。继续增加保温时间,比例是不会改变的。

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