石墨化/非石墨化增碳劑對鑄件微觀組織的影響

　　大多數鑄造廠使用碳百分比、硫百分比、揮發物百分比和顆粒尺寸范圍來描述他們的增碳劑規格。但是，這種典型的描述方法并不能保證符合您規格的增碳劑在鑄造過程中會達到相同或相同的效果。這是因為碳可以以不同的結晶形式存在，從具有完全不規則結構的玻璃碳到具有低到高結晶度的部分晶體結構的碳，再到具有完整晶體結構的碳。對于晶體結構的增碳劑，研究表明，其晶粒的大小決定了它是否具有成核能力以及成核能力的類型。出于成本考慮，許多代工廠還混合使用非晶增碳劑和石墨化增碳劑。熱分析儀測量和白口試驗的結果表明，碳的晶體結構可以顯著改善鑄鐵的形核狀態，因此增碳劑的結晶度是選擇增碳劑時不可忽視的因素。本文對各種增碳劑進行分類說明。

　　增碳劑分類鑄造廠通常根據其化學成分選擇合適的增碳劑。在電爐冶煉過程中，一般需要添加1%-2%的增碳劑量才能達到目標碳值。增碳劑根據其結構可分為六方石墨結構的石墨增碳劑和不規則結構或不帶石墨的增碳劑。石墨增碳劑和非石墨增碳劑經?；煊?。此外，碳化硅(SiC)具有類似于石墨的六邊形結構，也被認為是一種特殊形式的石墨增碳劑。增碳劑對顯微組織的影響實驗和生產實踐都表明，在異質核的存在下，石墨增碳劑可以通過增加鑄鐵中形核點的數量來促進形核。為了提高增碳劑的成核能力，有必要了解增碳劑的晶體結構。只有石墨結構的增碳劑才能提高鑄鐵的形核能力，而非石墨結構的增碳劑不能提高鑄鐵的形核能力?；谶@個想法，即使所有鑄造參數保持不變，用石墨化增碳劑代替非石墨化增碳劑，反之亦然，很可能會改變鑄鐵的形核能力，改變形核鑄鐵的能力(形核不足或形核過多)改變了凝固過程，進而改變了鑄鐵的微觀結構。

　　1996年，威斯康星大學麥迪遜分校教授Carl Loper博士研究了增碳劑的接種效果。他測量了使用不同增碳劑獲得的灰口鑄鐵白口的深度，從具有非石墨結構的材料，如煅燒石油焦，到具有各種石墨結構的碳。從這些實驗中，他測量了使用不同補料材料得到的灰口鑄鐵白口樣品，發現材料的結晶度會影響灰口鑄鐵白口深度的降低。不同增碳材料的結晶度以及使用這些增碳劑降低白口深度的價值。與不同程度結晶結構的增碳劑相比，石油焦幾乎沒有表現出任何降低白口深度的效果。

　　研究表明，經過特殊高溫連續提純工藝處理的增碳劑提供了理想的結晶度，這種結晶度增碳劑提供了理想尺寸和石墨化程度的石墨顆粒作為成核點。之后，隨著石墨的結晶度再次增加，石墨顆粒再次增加，石墨顆粒的成核能力下降。德國杜塞爾多夫鑄造研究所(IfG)Loper教授對常用增碳劑的研究成果進行了驗證。這也表明石墨化材料有助于改善鑄鐵的形核狀態，從而可以降低深度。在白口測試塊上測量的白口的。不規則組織的碳，如乙炔焦和石油焦，對鐵水的成核狀態沒有貢獻，導致白口傾向增加。