石墨凝固時顯微孔洞及金屬夾雜物截面分析顯微鏡

  石墨在固相中形核與凝固時形核機(jī)制不同。固相形核位置是
在高能區(qū)域--晶界、顯微孔洞、微裂口、非金屬夾雜物周圍等原
子失序或錯配度高的部位。

  滲碳體與奧氏體界面原子呈失序狀態(tài)，有很多空位，這些空
位具有接受碳原子的良好能量條件。顯微孔洞、組織中的微裂口以
及鑄件預(yù)淬火在馬氏體斷面或周邊產(chǎn)生的顯微裂紋都是適宜接納
碳原子的位置。

如果碳原子擴(kuò)散到這些孔隙內(nèi)表面，形核時不會因鐵原子自擴(kuò)散
速率低而導(dǎo)致形核困難或滯后。

  可鍛鑄鐵中金屬夾雜物附近常常出現(xiàn)石墨形核位置。熱力學(xué)
計算可以說明，即使這些夾雜物中有些可以成為石墨形核基質(zhì)，但
是在退火溫度下還不能使石墨在其上形成石墨結(jié)晶核心。這是因

為鐵原子自擴(kuò)散速率低，產(chǎn)生很大的制約作用。在其他位置形成
石墨晶核之后，鐵原子仍不能充分?jǐn)U散。雜質(zhì)附近形核的主要原
因在于它們的線膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于鐵的線膨脹系數(shù)，在退火加熱過程中，

雜質(zhì)與其周圍金屬發(fā)生顯微尺度分離，并在奧氏體中產(chǎn)生位
錯或空位聚集，成為接納碳原子的合適位置。生產(chǎn)實(shí)踐表明，在石
墨化退火前先進(jìn)行低溫預(yù)處理(300一500℃，保溫4一5h;或750℃，
保溫1-2 h)，有助于縮短石墨化過程并增加石墨數(shù)目。

目前己有許多工廠將低溫預(yù)處理納入正常生產(chǎn)的工藝規(guī)程。

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