大断面球铁性能优良,成本较低,常用来制造大型重要零件。对于球铁而言,石墨畸变是一种主要缺陷,会严重恶化其力学性能。常见石墨畸变发生时的3种形式是:石墨漂浮、开花状石墨、碎块状石墨。
1、石墨漂浮
石墨漂浮是指在铸件的上表面,浇道或热节部位的上部有大量的石墨球聚集。宏观观察与夹渣类似,断面与金属断口黑白分明有清晰可见的分界,在显微镜下观察,该区石墨数量比一般断面多3-7倍,石墨形貌多种多样,体积也较大。
CE过高是产生石墨漂浮的主要原因。
2、开花状石墨
开花状石墨是一种过球化的石墨形态,在光学显微镜下,石墨为花瓣状。在电镜下观察,开花状石墨由放射装轴心对称的石墨锥体组成,锥体的包络面为球形。
开花状石墨的形成原因是由于[0001]方向生长的速度与沿[1010]方向生长的速度的比值比球状石墨大。故球状石墨的角锥体之间紧密结合,组成一个致密球体,而开花状石墨的角锥体之间沿径向距离越来越大。
3、碎块状石墨
在光学显微镜下观察,碎块状石墨是彼此孤立的,并且伴随着有圆整的球状石墨。光学显微镜下观察碎块状石墨,实际上是连成一体的,其轮廓呈球形,而且尺寸很大。
石墨-奥氏体共晶团在形成及长大过程中不可避免产生应力,石墨受到压应力,奥氏体受到拉应力;奥氏体壳受力状况是石墨是否发生畸变的主要因素。发生多个共晶团的奥氏体壳破裂时,各自裸露出的石墨就可能连结为一个整体,成为一个大的石墨群,这就是碎块状石墨。
使用钇基稀土镁球化剂处理铁液时,添加微量Sn,可增加石墨球数、细化石墨球、可以控制石墨畸变发生。