WC3.18,WSi1.79;共晶度:Sc=0.86图2球墨铸铁的凝固过程浇注温度:1370℃;化学成分(%):WC4.25,WSi2.34;共晶度:Sc=1.0球墨铸铁共晶凝固时间长的原因:首先,凝固方式为非共生生长即分离式生长。当石墨长大进入共晶阶段后,奥氏体壳已经形成,碳原子由铁液中通过固态的奥氏体壳扩散到石墨球上,同时铁原子由石墨-奥氏体界面处扩散出去,这一过程比碳原子在铁液中扩散速度要慢20倍。因此球墨铸铁的共晶凝固时间长。其次,球墨铸铁的导热系数比灰铸铁小20%~40%,因此散热慢,使得壳的生长慢。由于石墨长大的速度慢,共晶凝固时间长。所以一个铸件总的凝固时间也长。从图3能明显看出球墨铸铁共晶凝固时间比灰铸铁长。图3灰铸铁、球墨铸铁的冷却曲线比较(采用相同成分的球形试样)二、“糊状”凝固如果合金的结晶温度范围很宽,且铸件的温度分布较为平坦,则在凝固的某段时间内,铸件表面并不存在固体层,而液、固并存的凝固区贯穿整个断面。由于这种凝固方式与水泥类似,即先呈糊状而后固化的现象叫做“糊状”凝固。球墨铸铁的晶粒数量多,比灰铸铁的共晶团数量要大100~200倍。而且共晶凝固的体积比例大(因表面凝固层薄)。一旦内部铁液温度达到共晶凝固温度就开始大量凝固。同时,由于球墨铸铁共晶结晶时,是奥氏体壳包围石墨长大,因此呈现很大断面上固相、液相共存的糊状凝固。球铁出现糊状凝固的原因从图4看出:铸钢是典型的逐层凝固,灰铸铁基本上是由表及里地逐层凝固,而球墨铸铁除表层外,基本上同时凝固。当包围石墨的奥氏体临近接触时,铁液被分割,成为不连续的,此时铁液已经不能流动,失去补缩通道,呈现出浆糊状态,俗称“糊状”凝固。图4球墨铸铁、灰铸铁、铸钢凝固状态的比较(a)球墨铸铁C2.96%Sil.93%Mg0.06%(b)灰铸铁C3.21%Si2.28%(c)铸钢C0.20%Mn0.60%Si0.40%
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