石墨漂浮现象及其影响因素分析

石墨漂浮是指在铸件的上表面，有大量的石墨球聚集，并且，此时石墨球的形态，由原来致密的球状转变成开花状，由此，恶化了铸件的表面质量和力学性能（见图2-34）。

球墨铸铁件的健全程度与其碳当量密切相关。一般是采用共晶成分，以减少缩孔和缩松倾向。由于加镁进行球化处理，导致铁液过冷，致使铁液的共晶成分向右偏移。因此，对于一般的球墨铸铁，大多采用的碳当量为4．3%～4．7%，这对于中小型铸件是适用的，但是，对于厚大断面的球墨铸铁，则要把碳当量范围降至4．3%～4．4%。否则，就会出现石墨漂浮现象。表7-4示出，随铸件壁厚增加，液相线共晶成分CEL值要减少，以避免产生石墨漂浮。

产生石墨漂浮现象的可能性，不仅与铁液的碳当量有关；也和铸件的几何形状和冷却速度有关。另外，它还可能与铁液的形核程度有关。但是，其中冷却速度的影响要明显得多。对于厚大断面的球墨铸铁，如果采用金属型以加速冷却，则把碳当量提高到4．6%～4．7%，也不会出现石墨漂浮。

表7-4　出现石墨漂浮的临界最大液相共晶成分与铸件壁厚、 浇注温度的关系(www.xing528.com)

① CEL=C+Si+P。

石墨漂浮现象还与浇注温度有关，当浇注温度过高时，铁液会较长时间不能凝固，致使在液态析出的石墨球，因热力学上不稳定，故它们会自动地彼此团聚，聚集成体积更大的石墨球，由于石墨球与铁液的密度差很大，因而加剧了石墨的上浮速度，最后导致在铸件上表面出现石墨漂浮现象。

由表7-4中可以看出，随着铸件壁厚的增加及浇注温度的提高，临界最大液相共晶成分降低，也就是允许的碳当量降低。此时，若超过允许的碳当量值，出现石墨漂浮的概率会增大。若要提高液相共晶成分值，例如，若要将其值由4．15%提高至4．31%，对于壁厚为80mm的铸件来说，就要把浇注温度从1455℃降至1315℃。