低温石墨化是近期呈现的一种新工艺,因为其所需保温温度低于传统观点的下限,渗碳体转变不经奥氏体扩散完成,故不可能用传统的石墨化机理来说明其过程.其机理还有待研究.
可锻铸铁的热处理是可锻铸铁出产中一个很主要的环节.可锻铸铁平板的铸态是硬而脆的白口组织,必须经由处理使之转变为存在延性的高强度铸铁.这个热处理过程实际上是使显微组织中的渗碳体分解成为适合状态及散布的石墨.从热力学观点来看,这种石墨化工艺既可以是从奥氏体状况下进行,也可以是将珠光体分解成为石墨加铁素体,前者在较高的温度下进行,后者则在奥氏体转变温度以下进行.
采取较高的退火温度跟较长的保温时光来进行石墨化,不仅会大大增添能耗进步本钱、而且会造成铸件氧化重大、装备寿命缩短等问题.长期以来,人们致力于研讨缩短退火周期或下降退火温度,机床铸件,就是以节能为重要目标.
然而,假如要在奥氏体转变温度以下进行石墨化,因为珠光体的分解进程必需经固溶体的扩散才干实现,而碳在Fe中的固溶度很低,故以往的论著个别以为,当温度低于奥氏体改变温度时,能源学前提将限度石墨化过程,渗碳体分解过于迟缓,所以简直能够认为这一分解反映实际上不能进行.
近年来的研究证实,上述传统观点是不适当的.实验证明,经孕育处置后的感应炉铁水试样,其固相石墨化速度大大提高,而孕育处理以稀士合金后果最好.稀土镁硅铁合金和稀土硅铁合金处理后的试样,在550℃就开始析出石墨.作为比拟,用氯化钠处理的试样则在700℃左右才开端有石墨析出.经稀土镁硅铁合金和稀土硅铁合金孕育处理后的电炉铁水浇注试样,在达到820℃保温温度时,试样的石墨履盖率已到达90%以上,比拟之下,冲天炉铁水浇注的试样石墨笼罩率只有60%.
研究表明,Si-Fe,Bi,Al复合孕育的结果导致可锻铸铁平板白口组织构造发生明显变化,其中珠光体组织中的渗碳体片的厚度变薄,且形态杂乱,涌现弯折或重叠成长的景象,少数区域渗碳体片层消散;组织中位错密度显明增长.同时,Si元素在铸铁组织内构成较大幅度的成分起伏.上述各种变化是增进在奥氏体转变温度以下实现固态石墨化的重要因素.具备这些组织变化特色的白口铸铁在低于奥氏体转变温度的条件下(720℃)保温,可在26小时内实现全体石墨化..相比之下,采用目前产业生产广泛应用的Al一Bi孕育办法的试样,将保温时间延伸到40个小时后,只管其组织已发生显著变更,但共晶渗碳体仍基础不产生分解.