白口铸铁的组织和性能优化分析

时间：2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图4-3、图4-4所示为亚共晶白口铸铁的金相组织，基体是由麻点的室温莱氏体构成，基体上的黑色组织为珠光体，其他为共晶渗碳体。过共晶白口铸铁是由亚稳定凝固得到的断口为亮白色、组织无游离石墨存在的铸铁，粗大白色板条状为初生渗碳体，基体为共晶渗碳体。

白口铸铁的组织和性能优化分析

图4-3、图4-4所示为亚共晶白口铸铁的金相组织，基体是由麻点的室温莱氏体构成，基体上的黑色组织为珠光体，其他为共晶渗碳体。高温时熔融的液体金属随着温度稳定下降将析出枝晶状分布的初生奥氏体，冷至共晶温度时，将发生共晶转变，未凝固的液体金属同时析出奥氏体与渗碳体构成的机械混合物（共晶莱氏体）。随着温度下降，初生奥氏体和共晶奥氏体将不断析出二次渗碳体，并依附于共晶渗碳体存在，此时初生及共晶奥氏体将因析出二次渗碳体而不断缩小；铸铁冷却到727℃时，高温奥氏体发生共析相变析出珠光体组织。

平衡冷却时，初生奥氏体枝晶方向性不显著（图4-3），但快速冷却时，铁液会首先析出有方向性的奥氏体枝晶（图4-4），冷至共晶温度，奥氏体枝晶间形成莱氏体骨架。其中大块枝晶状为珠光体，分布在共晶莱氏体基体上，在枝晶珠光体边缘有一圈纯色组织为析出的二次渗碳体组织。

图4-5和图4-6所示为共晶白口铸铁。组织为典型的共晶莱氏体，即在共晶渗碳体上分布着颗粒状和小条状的珠光体。高温时，莱氏体由奥氏体与共晶渗碳体所构成，随着温度不断下降，奥氏体中的碳以二次渗碳体的形式析出，依附于共晶渗碳体而存在，由于两者是相同的相，没有明显的相界面；室温时，莱氏体是由圆粒状或条状分布的珠光体（黑色）与渗碳体基体（其他色）构成的机械混合物。由于铸件冷却速度和冷却方向不同，平衡凝固时主要是耦合方式生长的共晶结晶，组织为蜂窝状莱氏体（图4-5）；当冷却速度较快时，主要是非耦合方式生长的离异共晶，组织为板条状莱氏体（图4-6）。

图4-7~图4-9所示为过共晶白口铸铁。过共晶白口铸铁是由亚稳定凝固得到的断口为亮白色、组织无游离石墨存在的铸铁，粗大白色板条状为初生渗碳体，基体为共晶渗碳体。先析出的粗大的初生渗碳体，由于它在液体中可以自由生长，故呈板条状或片、针状形态分布；随后当液体金属温度降至1130℃时，发生共晶转变析出共晶莱氏体；之后，凝固的金属将因温度下降在奥氏体中析出二次渗碳体，奥氏体中碳含量不断下降，至共析温度，奥氏体成分恰好为共析成分，转变为珠光体。在共晶结晶的区域交界处有黑色呈条状分布的珠光体，是由于结晶时产生化学成分偏析造成的。