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影响铸铁组织和性能的关键是碳在铸铁中存在的形式、形态、大小和分布。铸铁的发展,主要是围绕如何改变石墨的数量、大小、形状和分布这一中心问题进行的。因此,首先应研究铸铁中石墨的形成过程及其影响因素。铸铁中石墨的形成过程称为石墨化。在铸铁中,碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在,游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格,基面中的原子间距142nm,原子间结合力较强;而两基面间的面间距340nm,因基面间距较大,原子间结合力较弱,故结晶时易形成片状结构,且强度、塑性和韧性极低,接近于零,硬度仅为3HBS。另外,在碳原子的四个价电子中,只有一个价电子参加到电子气中去,这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。 在铸铁中,碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在,游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格,基面中的原子间距142nm,原子间结合力较强;而两基面间的面间距340nm,因基面间距较大,原子间结合力较弱,故结晶时易形成片状结构,且强度、塑性和韧性极低,接近于零,硬度仅为3HBS。另外,在碳原子的四个价电子中,只有一个价电子参加到电子气中去,这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。 铸铁型材具有组织均匀致密;耐压气密性好;减磨性能强;表面质量光洁;尺寸精度高:加工余量小;硬度分布均匀;抗拉伸强度高,无缩松,气孔,夹渣,砂眼等缺陷,机械性能优越,其中为显著的特点是具有度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性能。 空心铸铁型材及水平连铸装置,在相应领域内替代砂型铸件,这种空心铸铁型材的截面中部有通孔,截面轮廓形状为圆形、矩形、多边形。上述空心铸铁型材的水平连铸装置,其基本结构包括保温炉、设置于炉口处的外结晶器、牵引设备组成,其特征在于在保温炉内与外结晶器对应位置设置内结晶器。所述的内结晶器固定保温炉下部的外壁上。本实用新型采用的技术方案,与砂型铸造相比,表现在机械性能提高,切削性能提高,表面光洁,加工余量小,可直接加工成阀体、齿轮泵外壳,液压导向套等,比实心型材的再加工提高了工效。空心铸铁型材生产,基本有三种方式,种采用垂直下拉的间歇式连铸铁管生产装置,该装置因生产的型材致密性差已被淘汰;第二种采用水平连铸加内结晶器的生产装置生产空心铸铁型材, 前面我们已讨论过化合态的渗碳体,它若加热到高温,便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相,而游离态的石墨则是一种稳定相。 前面我们已讨论过化合态的渗碳体,它若加热到高温,便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相,而游离态的石墨则是一种稳定相。一般,在铁碳合金的结晶过程中,因为渗碳体的含碳量69%)比石墨的含碳量(100%)更接近于合金成分的含碳量5%o%),析出渗碳体时所需的原子扩散量较小,渗碳体的晶核易形成,所以自合金液体或奥氏体中析出的是渗碳体而不是石墨。但在扩散时间足够的条件下,或在合金中含有可促进石 墨形成的元素(如硅等)时,在合金中便会直接自液体或奥氏体中析出石墨。实践证明,成分相同的合金在冷却时,冷却速度愈快,析出渗碳体的可能性愈大;冷却速度愈慢,析出石墨的可能性愈大。
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