石墨

2147片状石墨的形貌特征

发布时间:2022/5/11 14:59:56   

铸造基础知识。

光学显微镜下片状石墨图片请参考国家标准GBT-灰铸铁件及相关标准。

A型石墨,呈弯曲片状,分布均匀,无方向性。这是近共晶或共晶成分的铁液在较小的过冷度下形成的。由于过冷度较小,才能使各结晶区有均匀成核和长大的条件,从而成为分布和大小均匀的A型石墨。这种错综分布均匀的石墨,无集中性的弱点,对基体的割裂作用较小,按照传统观点,细小的A型石墨具有较好的力学性能。

在光学显微镜下看到的A型片状石墨实际上是共晶团的某一切面,此时,相邻石墨片彼此分立并无联系。但在深腐蚀后扫描电镜下观察,石墨片表面为较光滑的曲面,在同一共晶团内,石墨片的分枝向各个方向生长而又相互连接于一起。

SEMX

B型石墨,中心为点状,周围向外辐射弯曲片状,形如菊花。这是近共晶或共晶成分的铁液在较大的过冷度下形成的。由于过冷度较大,先析出中心的点状石墨,初晶产物形成释放出的结晶潜热,周围的铁液过冷度逐渐减小,从而形成向外伸展的弯曲石墨片。实质上,B型石墨的心部为D型石墨,周围为A型石墨,其力学性能也较A型石墨差。

扫描电镜下的B型石墨,形似菊花。

SEMX

C型石墨呈粗大片状或由大片状和大块状构成,无方向性。这是过共晶组织程度较大的铁液在较小的过冷度下形成的,由于冷却速度缓慢,初晶石墨自铁液析出后,所受阻力较小。便会生长成为大块状或平直的粗片状。及至共晶温度范围,再在初生石墨周围形成相对较小的弯曲石墨片。C型石墨铸铁的力学性能显著下降。

在同一共晶团内,C型石墨即初生石墨片之间也是相互联系的,构成花朵状的图案。

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D型石墨呈枝晶间分布的点状和细小片状,无方向性。也称过冷石墨。是亚共晶成分的铁液在强烈过冷度下形成的,铁液结晶时,先析出奥氏体枝晶,由于过冷度强烈,分布于奥氏体枝晶间的铁液,几乎瞬间生成大量石墨核心,这些石墨核心仅有的生长,变成为细小而分枝繁多的过冷石墨。

由于过冷度强烈,石墨核心只有少量的长大,成为点状和小片状。深腐蚀后可以看到多而密的枝晶,分布于奥氏体枝晶间。

SEMX

经过研究,D型石墨铸铁的力学性能高于A型石墨。D型石墨与基体之间的缝隙小于A型石墨与基体之间的缝隙,因此D型石墨铸铁有良好的致密性和耐油气渗透性。目前,D型石墨铸铁已应用于液压气动件,如空调、冰箱压缩机曲轴。

D型石墨铸铁在某些领域有着独特的应用,尚待进一步研究。目前已有应用于制造玻璃模具等方面。

E型石墨呈枝晶间分布的细小片状,具有方向性。也称过冷石墨。这是亚共晶成分的铁水在很大的过冷度下形成的。由于石墨排列的方向性很强,在较小的外力作用下,铸件有可能沿E型石墨排列方向呈带状脆断,强度较差。

由于初生奥氏体枝状晶较多、发生共晶转变时过冷度不大、石墨核心不太多、共晶团较大,形成的石墨片大于D型石墨。因冷却比较缓慢,奥氏体枝状晶发达,发生共晶转变时液相主要在初生奥氏体枝状晶之间,形成的石墨片沿枝状晶方向生长,具有一定的方向性。

E型石墨和D型石墨的差别在于,E型石墨形成的过冷度小于D型石墨。出现E型石墨的铸铁,如果冷却速率较高,也会形成D型石墨。

由于过冷度很大,石墨为细小的片状,呈方向性枝晶分布,且往往是外生生长的;在应力作用下,易沿方向性排列的石墨形成裂纹。

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F型石墨是较大的块状石墨周围分布较小的片状石墨。因其形状特征,又称星型石墨或蜘蛛状石墨。这是过共晶成分的铁液在较大的过冷度下形成的。

F型石墨的作用与C型石墨相似。F型石墨实质上也是过共晶石墨,与C型石墨在成分条件上有相近的地方,大块石墨可以认为是相当于C型石墨中的初生石墨,而小片状石墨在其上生长。

在扫描电镜下,呈花朵状的集团。

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片状石墨从A到F型虽然大小形貌各异,但他们都有共同的特点:石墨片表面为较为光滑的曲面,在同一个共晶团内,各个石墨片的分枝构成一个骨架是互相联系的。

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