三次滲碳體（從鐵素體F中析出的滲碳體）

介紹

合金球鐵中出現三次滲碳體，可通過重新熱處理的方法使其?；途奂?，以改善其性能。

眾所周知，球鐵加熱并完全奧氏體化以后，在其冷卻過程中，由于冷卻速度的不同(如隨爐冷卻、風冷或噴霧冷卻、油冷卻等)，冷卻后鑄件的基體組織是不同的。

曾為外單位生產一批耐熱合金球墨鑄鐵，在熱處理過程中，由于冷卻工藝不當，鑄件組織中出現三次滲碳體，使鑄件的綜合機械性能惡化。為了在今后的工作中重視這一問題，以免給生產帶來不必要的損失，特將在耐熱合金球鐵中出現三次滲碳體和產生的機理及挽救處理法作一介紹。

生產過程

生產的耐熱合金球墨鑄鐵件，除鑄件本身須經嚴格的外觀質量檢查外，它的化學成分，機械性能及金相組織等都要求甚嚴。該耐熱合金球鐵的化學成金相組織：鐵素體大于80 %,硫化鉬小于4%球化三級以上，其余為珠光體。供貨狀態(tài)：鑄態(tài)或鐵素體退火。

在首次試生產時，如果按需方提供化學成分的要求配料，終硅量可能偏高。盡管硅是強烈的石墨化元素，在鑄鐵中含硅量高，能獲得大量的鑄態(tài)鐵素體組織。但是，硅量過高(>3.5%),由于總碳量減少，硅對石墨化作用反而減弱。同時，硅量過高還會使鑄件發(fā)脆，降低韌性，并加劇石墨漂浮。因此，將爐前含硅量控制為2.5 -2. 0%,終硅量控制為3.5-3.3%(即大劑量孕育)，碳含量為3.5%-3.3%，含鑰量為1.0%，球化利(自制的稀土硅鐵鎂合金)加入量為1.3%，處理方法為堤壩式沖入法，處理溫度為1420℃(光學高溫計測定)，兩次孕育(首次孕育量占總孕量的7000 ),澆注溫度為1320-1280℃。

首批生產的耐熱合金球鐵的化學成分，機械性能并對其作了金相分析。耐熱合金球鐵的化學成分、機械性能和金相組織均達到需方的供貨耍求。

解決措施

盡管首批試生產的耐熱合金球鐵已基本滿足要求，但由于該批鑄件的形狀比較特殊，為了滿足鑄件的成品工藝，在鑄件外表面安置了幾種不同形狀的冷鐵。因此，該批鑄件又必須進行石墨化退火，方能使鑄件同試塊達到同一性能要求。在考慮石墨化退火工藝時，該牌號鑄件中含有一定數量的鉑，用含鋁量達0.5%時具有抑制合金球鐵回火脆性的作用，加上生產管理上的一些因素。經石墨化退火工藝后的試塊再進行機械性能試驗，金相分析和硬度測試，發(fā)現在鑄件組織中，沿鐵素體晶界上析出三次碳滲體。

從金相分析中看到，該鑄鐵的基體幾乎全是鐵素體，而在鐵素體晶界上的小黑點就是析出的三次滲碳體。據分析和一些資料介紹，合金球鐵在退火冷卻進行奧氏體共析分解時，由于冷卻緩慢，加上石墨化充分，共析分解產物為鐵素體和石墨。

當再繼續(xù)隨爐緩慢冷卻時，三次滲碳體就會沿鐵素體晶界析出。冷卻越緩慢，三次滲碳體就越明顯。這種分布在鐵素體晶界上的三次滲碳體，將會引起晶界脆性，惡化鑄件的機械性能和綜合力學性能?；谶@種分析，在以后的高溫石墨化退火過程中，未考慮含鋁達0.5%時具有抑制合金球鐵回火脆性的作用，而著重考慮如何不致使鑄件組織中出現三次滲碳體，把退火工藝稍微作了改動。經這一工藝的改動，鑄件組織中再也未發(fā)現三次滲碳體，鑄件的機械性能和硬度均達到要求。

同時，對已出現三次滲碳體的鑄件進行了重新熱處理工藝試驗，經重新熱處理工藝試驗的鑄件再觀察其金相組織和作機械性能及硬度檢查，從金相分析中看到三次滲碳沐已基本呈粒狀分布。

總結

1.合金球鐵組織中沿鐵素體晶界分布的三次滲碳體，有時會嚴重影響鑄件的工藝性能(主要指冷加工成型性能)，降低綜合力學性能。

2.當在合金球鐵中出現了三次滲碳體時，可通過重新熱處理的方法，使它?；途奂愿纳畦T件的機械性能。

3.合金球鐵高溫石墨化退火在進行奧氏體的共析分解階段，應在較高的溫度區(qū)間施以足夠時間的等溫，待奧氏體完全轉變后進行空冷，這樣，即可完全避免在鑄件中產生三次滲碳體。

4.盡管含鉬量達0.5%時具有抑制合金球鐵回火脆性的作用，但卻不可忽略在合金球鐵中產生三次滲碳體的問題。