可锻铸铁石墨化工（gōng）艺的节能改造

      可锻铸铁的（de）热处理是可锻铸（zhù）铁生产中一个很重要的环节。可锻铸铁的铸态是硬（yìng）而脆的白口组织，必须经过处理使之转变为具有延性的高强度铸铁。这个（gè）热处理过程实际上是使显微组织（zhī）中的渗碳体分（fèn）解成为合适形态及分布的（de）石（shí）墨。从热力学观点（diǎn）来看，这种石墨化（huà）工（gōng）艺既可以是从奥氏体状态（tài）下进行，也可（kě）以是将珠光体分解成为石墨加（jiā）铁素体，前者在较高的温度下（xià）进行，后者则在奥氏体转变温度以下进行。
      采用较高的退火温度和较长的保温时间来进行石墨化，不（bú）仅会大大增（zēng）加（jiā）能耗提高成本、而且会造成铸件氧（yǎng）化严重、设备寿（shòu）命缩短等问题。长期以来，人们致力于研究缩短退火周期或降低退火温度，就（jiù）是以（yǐ）节能为主要目的。
然而，如（rú）果要在奥氏体转变温度以下进行石墨化，由于珠光体的分解过程必须经固溶体的扩散才能（néng）完成，而碳在Fe中的固溶度很低，故以往的论著一般认为，当温（wēn）度（dù）低（dī）于奥氏体转变温度时，动力学条件将限制石墨化过程，渗碳体分解过于缓慢，所以几乎可以认为这一分解反应实际上（shàng）不能进行.
     近年来的研究证明，上述传统（tǒng）观念是不（bú）恰当的。试验证（zhèng）明，经孕育处理后的感应（yīng）炉铁水试（shì）样，其固相石墨化速度大大提高（gāo），而孕育处理以稀士（shì）合金********。稀土镁硅铁合金和稀土硅铁（tiě）合金处理后（hòu）的试样，在550℃就开始析出石墨。作为比较，用氯化钠处（chù）理的试样则在700℃左右才开始有石墨（mò）析出。经稀土镁硅铁合金和稀土硅铁合（hé）金孕育处理后的电炉铁水（shuǐ）浇注（zhù）试样，在到达820℃保温温度时，试样（yàng）的（de）石（shí）墨履盖率已达到90%以（yǐ）上，相比之下，冲天炉铁水浇注（zhù）的试样石墨覆盖率只有（yǒu）60%。
     有工作用正交试验法考察多种孕（yùn）育剂对固态石墨化（huà）的影响，结果表明，用（yòng）Si-Fe,Bi,Al复（fù）合试剂来孕育铁水是目前能实（shí）现（xiàn）生产应用（yòng）的快速低温石墨化的最有效（xiào）的处（chù）理方法。
      研究（jiū）表明，Si-Fe,Bi,Al复合孕育的结果导致可锻铸铁白口组织结构（gòu）发（fā）生显著变化，其中珠光体组织中的渗碳体片的厚度变（biàn）薄，且形（xíng）态紊乱，出现弯（wān）折或重叠生长的现象，少数区域渗碳体片层消失；组织中位错密度（dù）明显增加。同时，Si元素在铸铁组织内形成较大幅度（dù）的成分起伏。上述（shù）各种变化是促进在（zài）奥氏体转变温度以下实现固态（tài）石墨化的重要因（yīn）素（sù）。具有这些组织变化特点的白（bái）口铸铁在低于奥氏体转变温度的条件下（720℃）保温（wēn），可在（zài）26小时内实现全部石墨化.。相比之下，采用（yòng）目前工业生产普遍使用的Al一Bi孕育方法的试样，将保温时间延长（zhǎng）到40个小时后，尽管其组织已发生明显变化（huà），但共晶渗碳体仍基本不发生分解。
     低温石墨化是近期出现的一种新工艺，由于其所需保温温（wēn）度低于传统观点（diǎn）的下（xià）限，渗碳体转变不经奥氏体扩散（sàn）完成，故不可能用传统的石墨化机理来解释（shì）其过（guò）程（chéng）。其机理还有待研究。