铸铁T型槽平台灰铸铁和球墨铸铁凝固过程中的几个要点问题

   T型槽平台铸件的性能，主要决定于其在凝固过程中形成的组织，例如：灰铸铁的热性能就受其组织中石墨的形态、尺寸和数量的影响，力学性能则取决于初生奥氏体枝晶的数量、石墨的形态和共晶团的尺寸；球墨铸铁的力学性能则取决于石墨球的数量、形态，以及基体组织的特点。

   灰铸铁、球墨铸铁的凝固过程包括：初生相（奥氏体、石墨）的析出，共晶转变和剩余残液的凝固。

   到目前为止，我们对铸铁凝固过程的认识仍然是不够充分的，很有   进一步的探索和研究。

1、铸铁凝固过程中的生核

   铸铁是一种碳含量比较高的Fe-C合金，除碳以外，还含有多种其他合金元素。一般低合金铸铁中的碳，可以以石墨或Fe3C的形态析出。

   高温的铁液中，石墨的自由能比Fe3C低得多，较易于直接自铁液中析出。当然，铸铁中的碳也可自固态的奥氏体中脱溶析出。从热力学方面的分析看来，‘Fe-石墨’系二元相图是稳定的平衡状态，所以称之为Fe-C合金的稳定系。相对而言，Fe-Fe3C二元相图就是Fe-C合金的介稳定系。

2、铸铁中的初生奥氏体枝晶

   出于力学性能方面的考虑，灰铸铁一般都是亚共晶成分，凝固组织中当然会有初生奥氏体枝晶。在要求铸铁具有性能的情况下（如要求热导率高、减震性能好等），接近共晶、过共晶成分的灰铸铁也有应用，但需求量很少。

   以往，对于灰铸铁凝固过程的研究，大都着重于石墨的形成及其特性、共晶团的数量和共析组织等方面，对初生奥氏体枝晶的作用注意较少。实际上，初生奥氏体枝晶在灰铸铁的作用有些像混凝土中的钢筋，对铸铁力学性能的影响并不小。

   球墨铸铁大多数是共晶或微过共晶成分，按照平衡相图考虑，是不会有初生奥氏体的，因而，在球墨铸铁的研究方面，多着重于石墨和基体组织，对初生奥氏体的探讨比灰铸铁还要少些。但是，在工业生产的条件下，球墨铸铁的凝固是在非平衡条件下进行的，在共晶转变之前也都有初生奥氏体枝晶析出，其作用也不可忽视。

3、铸铁的共晶转变和生核

   灰铸铁和球墨铸铁都是共晶型Fe-C合金，共晶转变是凝固过程中很重要的环节。

   虽然亚共晶铸铁、共晶铸铁和过共晶铸铁中都有初生奥氏体析出，但是，共晶转变时并不依托奥氏体生核、结晶，而是在初生奥氏体枝晶间具有共晶成分的铁液中单独由石墨生核开始。

   灰铸铁和球墨铸铁，共晶转变形成的组织，都是由石墨和奥氏体共同形成的共生晶体，但形成的方式有所不同。

      铸铁中石墨的析出，基本上都借助于异质生核的方式。析出石墨所依托的异质晶核，基本组成物质是多种氧化物、多种硫化物和多种硅酸盐等非金属夹杂物。由于各种铸铁的成分不同，经历的处理方式也不一样，石墨晶核的实际构成当然也不尽相同。