灰铸铁和球墨铸铁凝固方式

灰铸铁和球墨铸铁都可视为Fe-C-Si三元合金，在一定温度范围内进行共晶转变。尽管是接近共晶成分的合金，但它们的凝固方式和铸造性能却与一般窄结晶温度范围合金有很大差别。

以亚共晶成分的铸铁为例，其凝固过程可分为两个阶段：从液相线到共晶转变开始温度，析出奥氏体枝晶，这个阶段类似碳钢的结晶；从共晶转变开始温度到共晶转变终了温度，发生奥氏体+石墨的共晶转变。亚共晶铸铁在奥氏体枝晶析出时有很大的连成结晶骨架的能力，属“外生型海绵状凝固方式”。

灰铸铁和球墨铸铁的共晶凝固方式的对比如图6-13所示：试样是直径50mm、长203mm的圆柱体，湿砂型，立浇。灰铸铁共晶度为0.9，球墨铸铁共晶度为1.09。

灰铸铁经过2.5min冷却，开始形成薄薄的固体壳，从壳往内约占中心至表面1/3的宽度内为液固两相共存（即共晶凝固区域）区，再向内为液相区。4min时，壳增厚了，中心部分已开始凝固，此时壳厚约占半径的1/10，其余部分皆在凝固中。8.5min后，铸件接近凝固完毕。由此可见，在湿砂型中灰铸铁试样的共晶凝固为逐层和糊状的中间凝固方式，即近似“内生型壳状凝固方式”。

球墨铸铁在4min时，表面处只凝固了70%多，与此同时，中心部分已开始凝固，即铸件整个断面都处于凝固状态。直至11.5min时，表面尚未结壳。因此，在湿砂型中球墨铸铁试样的共晶凝固是典型的糊状凝固方式。(www.xing528.com)

图6-13　灰铸铁和球墨铸铁共晶凝固方式的对比试验

a）灰铸铁试样　b）球墨铸铁试样