共晶團

共晶團

鑄鐵的機械性能主要取決於石墨的形狀、數量、大小；共晶團的大小及分布；金屬基體的種類，因此改變石墨形狀、大小、共晶團尺寸或基體都會影響鑄鐵的機械性能。近十幾年發展起來的蠕墨鑄鐵，其機械性能介於灰鐵與球鐵之間，而有時又兼有灰鐵與球錢的某些綜合性能。本文從共晶團方面，結合深腐蝕、掃描電鏡進行了一些探索，以加深對該材料的認識。鑄鐵的共晶團是指在最後凝固時所形成的石墨和奧氏體的集合體。當共晶團成長時，往往把硫、磷等低熔點化合物排斥到晶界上，因此用一定的方法可以顯示出各種鑄鐵的晶界並進行比較。

介紹

共晶團

晶團邊界的白色相，既不同於碳化物，也不同於基體，是一種含有合金元素的中間相，富集有含較多形成碳化物的合金元素，強度明顯比基體高。它的作用細化共晶團，減少了脆的傾向，提高了鑄件的耐磨性。在不同的冷卻速度下，考察了Sr量對Al-15．5Si合金共晶團尺寸大小的影響。試驗結果表明：隨合金中Sr量增加，在金屬型和乾型冷卻條件下，共晶團大小均呈現明顯的減少趨勢；共晶團大小受冷卻速度影響顯著，在相同Sr量下，金屬型冷卻下的共晶團的尺寸小於砂型冷卻下的共晶團尺寸。

灰鑄鐵中的石墨是以兩種不同形式形成，一是由滲碳體的分解而形成，Fe3C→3Fe2+C石墨。二是從液體或奧氏體中直接析出，當液體或奧氏體在比較接近於平衡的冷卻條件下，則液體（或固溶體）就可比通常結晶溫度（或相變點）略高的情況下（如在1130～1135℃和723～738℃）直接形成石墨。

一、金相試樣的選取及製備
1.試樣的選取
一般是取自試塊或撓曲棒上或取自鑄件的本身或在鑄件毛胚加工面上端30mm處切取或筒澆制活塞環可在每筒下端不大於鑄件壁厚二倍的位置上切取。
2.試樣的製備
將試樣觀察面在細砂輪上磨平，然後分幾道砂紙磨製至拋光，消除試樣磨麵的劃痕。鑄鐵石墨不使其污染或拖曳。
3.試樣的拋光
選用短毛纖維柔軟的平絨、呢或絲綢。拋光粉最好是具有細緻尖利性。經過細化加工處理的氧化鋁，或常用的氧化鉻、氧化鐵。在開始拋光時對拋光粉的濃度可以高些，這對防止石墨拖曳有好處。拋光時用力要適中均衡，隨時轉動變換試樣方向，將至完成時把拋光粉減薄，並用力減輕。最後清水沖洗試樣，再輕微拋光用乾淨絲絨擦乾就可觀察石墨，以觀察試樣無劃痕，石墨呈灰暗為標準。每個試樣一般拋光5～6分鐘即可。
4.試樣的侵蝕
一般採用2～5％硝酸酒精溶液或4％苦味酸酒精溶液。

二、灰鑄鐵金相檢驗及評定方法
石墨的類型，石墨的長度和數量、共晶石墨的控制，基體組織中的珠光體的分散度，鐵素體含量，磷共晶的類型及分布特徵和面積大小程度，滲碳體數量等。可按GB/T7216-1987，ASTMA247-06，ISO945-75等標準檢驗。

三、灰鑄鐵的組織和性能
1.石墨的形態及識別
以兩種不同形式形成：由滲碳體的分解而形成，Fe3C→3Fe2+C石墨；由從液體或奧氏體中直接析出。
A型片狀石墨無方向性均勻散布；B菊花狀石墨中心以小片狀與點狀石墨向外伸展形呈菊花形分布；D型石墨（共晶石墨）又稱樹枝狀石墨或稱過冷石墨以點狀與小片狀石墨呈方向性枝晶分布；E型石墨以小片狀石墨呈方向性枝晶分布；F型石墨呈星射狀。
2.珠光體分散度的評定
珠光體分散度與奧氏體過冷度有關，過冷度越大珠光體愈為細密。基體珠光體的硬度大約為HB180~265，在金相檢驗評定中主要觀察珠光體分散度，即片間距離，分散度情況與硬度的關係大致如下：
索氏體型珠光體片間距在500×下難以區分，它的硬度在HB245左右。
細片狀珠光體片間距在0.5μ～0.8μ時HB215左右。
中等片狀珠光體片間距在1.2μ～1.5μ時HB200左右。
粗片狀珠光體片間距在2.0μ以上時HB<180。
3.鑄鐵中的鐵素體
由於鑄鐵中含有較多的碳、矽或其它促進石墨化的元素，促使了Fe3C分解。過冷度大和緩慢冷卻也可以導致鐵素體的產生，它大多附著於石墨的周圍或處於共晶型巢狀石墨中間。