液体金属

2274灰铸铁共晶末期LTF区铁液的

发布时间:2022/5/30 17:30:30   

铸造基础知识。

共晶结晶末期,共晶团已逐渐长大,存在于共晶团间的铁液进入最后凝固阶段。此时,残余液体所处的区域称为最后凝固区(lasttofreeze),简称LTF区。LTF区的严格界限很难定量确定,但由于该处的结晶条件与其他位置显著不同,导致凝固组织出现差异,并影响随后的固相转化组织。由于LTF区位于共晶晶粒周界,所以该区域的组织、纯净度、夹杂物以及致密程度均对铸铁的力学性能产生重要影响。

LTF区铁液的结晶特点:

1.散热与凝固条件。LTF区内铁液的体积分数很小,四周已经被凝固的金属包围,相当于在热的金属型内凝固。此外,伸入LTF区的石墨有良好的传热性能,可将热量传出,所以LTF区内的铁液具有较快的凝固速度。

2.铁液成分严重偏析。LTF区中的元素浓度与母液有很大区别,Cr、Mn、V、Mo等碳化物形成元素富集,Si、Cu、Ni、Al等石墨化元素却严重贫化。

3.杂质多,熔液状态复杂。最后凝固熔液常聚集有非金属夹杂物及低熔点金属,影响LTF区铁液的凝固。当LTF区域较大时,易形成微观缩松。

LTF区铁液的结晶:

在LTF区中残余铁液的结晶依熔液化学成分、核心状态及冷却条件的区别可呈现如下几种情况:

1.共晶团继续长大。共晶团中的石墨继续伸向LTF区,并在LTF区发生分枝;与此同时,奥氏体跟随推进,与相邻的共晶团以锯齿形相互穿插,构成共晶团外延生长,此后,LTF区继续缩小,直至LTF区的铁液被完全耗尽,在LTF区中没有形成其他组织。

2.析出石墨。如果LTF区体积较大,残余熔液中存在石墨核心,新的石墨晶核有可能在碳原子富集区形成和生长。石墨独自存在于LTF区,而生成的奥氏体则与共晶团中的奥氏体合成一体,不易区分。

3.奥氏体的外延生长。当LTF区中熔液的碳含量被耗尽或降低到很低的数值时,石墨缺乏形核和生长条件,石墨停止生长,而奥氏体却继续外延,向残余熔体伸入,直至将熔液完全消耗为止。此时,共晶团周界较宽,容易清晰辨认。

4.析出碳化物。富集在LTF区的正偏析元素(参见

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