补充资料：铸铁石墨球化机理

铸铁石墨球化机理
mechanism of nodular graphilization in cast iron

　　zhutie sh一mo qiuhuaj，11铸铁石墨球化机理(tneehanism of nodulargraphitization in east iron)主要指石墨晶核的产生及性质、球状石墨的长大以及球化元素的作用。经过铸铁冶金工作者的长期努力，在球状石墨形成机理方面取得了不少研究成果，如关于球状石墨的结构;形成球状石墨的条件;石墨球能够从铁液中直接析出，而且能单独的生长;加入球化剂的必要性，球化剂的作用等方面均有比较一致的认识。但也存在着不少问题有待研究解决。 核心说较早提出的一种学说，认为晶核的晶格结构是决定石墨成球的条件。用镁处理铁水使石墨球化，是因为能生成具有立方晶格结构的Mgo、Mgs、MgCZ等化合物，碳原子从四周以相同的速度向其扩散聚集而成球状石墨。用扫描电镜和X射线显微分析技术对球状石墨进行仔细观察表明，在球状石墨中心有尺寸约如m的外来夹杂微粒，而且认为它们是球状石墨的晶核，它们具有双层结构。在用硅铁镁合金进行球化处理和用硅铁进行孕育处理的球墨铸铁中，晶核的最中心部分由钙和镁的硫化物组成，其尺寸约0.05拜m，晶核的外层则由镁、铝、硅、钦的氧化物组成;在这个内外层之间和外层上生长的石墨之间，均有一定的晶面对应关系。由此认为，镁钙等元素在球状石墨晶核形成过程中的作用是通过组成这些元素的硫化物和氧化物而去除溶体中的氧和活性硫;同时，这些元素的硫化物及氧化物夹杂微粒就构成了球状石墨晶核的最中心部分和外层部分物质。但直接用Mgs微粒处理铁水使石墨球化的实验却未成功，因此球化元素的形核作用就难以断言是促成石墨球化的主要原因。 过冷说认为球状石墨的出现是铁水过冷的结果，随着过冷增大，铁水的表面张力增加，促使生成相朝着比表面积最小的形态方向发展。但这个学说未能揭示在不同过冷度下，石墨在生长机制方面有何不同之处。 界面能说在经镁或饰处理的球墨铸铁中，铸铁熔体和石墨晶体的棱面(10 10)之间的界面能量高于熔体和石墨晶体基面(0001)之间的界面能量，使石墨向垂直于基面的晶向[0001二生长成球墨。而在含硫较多的灰口铸铁中，铸铁熔体和石墨不同的晶面间的界面能量关系则相反，因而在灰口铸铁中使石墨在垂直于柱面的晶向[101叼生长成片墨。不过这个原理仅对完全晶体适用;从热力学来看论述是正确的，但缺乏从动力学角度对石墨结构的形成进行分析。 位错生长说在球状石墨成长的过程中，同样存在着大量的晶体缺陷，在球状石墨的生长中起主要作用的是螺旋位错。由于这些位错的存在，在晶体表面造成的螺旋台阶的旋出口是碳原子作为二维晶生长的最有利位置。

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