球墨铸铁的制造工艺

球墨铸铁的制造工艺
稳定共晶转变完成后，组织中主要存在奥氏体和球状石墨。奥氏体中的碳含量处于饱和状态。随着温度下降，碳将从奥氏体中脱熔出来。当到达共析转变温度时，奥氏体析出1%左右的碳。这些碳向球状石墨表面或共晶团边界扩散。球状石墨表面被具有较高能量的（0001）面所包围。*容易接纳外来原子。
正常冷却条件，碳原子以足够高的扩散速度扩散到球状石墨表面。使石墨球尺寸增大，表面变得粗糙。当球墨铸铁中含有较多干扰元素时，石墨表面可能出现刺状或片状石墨。如下图（1—26）所示。
如果铁水含硅量较高，虽然铸件冷速高但还不具备形成二次碳化物条件，析出的碳也可能在共晶团边界上形成极细小的石墨质点。这些细小质点受到铁自扩散速度的影响，一般只能在奥氏体边界上出现。
如果冷却速度缓慢，碳有充足的时间在奥氏体中扩散，使碳较多的从固熔体中脱溶出来，使基体中含碳量低于共析含碳量。阿尔法相+嘎玛相区内将发生嘎玛向阿尔法的转变，析出铁素体。这种铁素体称为先共析铁素体。厚壁球墨铸铁比较容易发生这种情况。冷速、石墨数量、尺寸、奥氏体存在状态都对奥氏体分解为铁素体有明显影响。例如石墨球数多，则石墨与奥氏体之间的界面面积大，奥氏体中脱溶的碳原子向石墨扩散距离短，有助于形成较多的铁素体。各种提高奥氏体中碳活度的因素（如碳和硅含量较高）都促使碳原子发生扩散运动，增加先共析铁素生成量。
先共析铁素体是稍低于Ar3温度时首先在奥氏体晶界上形核，并生成细小块状铁素体晶粒。随温度下降，铁素体逐渐由呈块状生长改变到沿晶界呈片状生长。如果铸件冷却的比较缓慢，这种片状铁素体就成为沿晶界弯弯曲曲的网络状。当铸件温度降低到共析温度，先共析铁素体不再连续增加，但铁素体体积并不停止增长。这些位置位错密度较高且常有夹杂物存在。晶界上和晶内析出的铁素体在阿尔法+嘎玛相区的不同温度形成的晶体形态不同，可能有块状、网络状和片状。这些铁素体和石墨周围的铁素体一样，大多数都具有等轴晶粒。当奥氏体晶粒较细时，在小过冷下缓冷有利于铁素体以块状析出。相反地，片状铁素体是在粗大奥氏体晶粒中，在冷速较高条件下形成的。在奥氏体分解过程中，硅的偏析有助先共析铁素体析出。