球墨鑄鐵與灰鑄鐵的凝固方式不同是由球墨與片墨生長(zhǎng)方式不同而造成的。
在亞共晶灰鐵中石墨在初生奧氏體的邊緣開始析出后,石墨片的兩側(cè)處在奧氏體的包圍下從奧氏體中吸收石墨而變厚,石墨片的先端在液體中吸收石墨而生長(zhǎng)。
在球墨鑄鐵中,由于石墨呈球狀,石墨球析出后就開始向周圍吸收石墨,周圍的液體因?yàn)?/span>w(C)量降低而變?yōu)楣虘B(tài)的奧氏體并且將石墨球包圍;由于石墨球處在奧氏體的包圍中,從奧氏體中只能吸收的碳較為有限,而液體中的碳通過固體向石墨球擴(kuò)散的速度很慢,被奧氏體包圍又限制了它的長(zhǎng)大;所以,即使球墨鑄鐵的碳當(dāng)量比灰鑄鐵高很多,球鐵的石墨化卻比較困難,因而也就沒有足夠的石墨化膨脹來抵消凝固收縮;因此,球墨鑄鐵容易產(chǎn)生縮孔。
另外,包裹石墨球的奧氏體層厚度一般是石墨球徑的1.4倍,也就是說石墨球越大奧氏體層越厚,液體中的碳通過奧氏體轉(zhuǎn)移至石墨球的難度也越大。
低硅球墨鑄鐵容易產(chǎn)生白口的根本原因也在于球墨鑄鐵的凝固方式。如上所述,由于球墨鑄鐵石墨化困難,沒有足夠的由石墨化產(chǎn)生的結(jié)晶潛熱向鑄型內(nèi)釋放而增大了過冷度,石墨來不及析出就形成了滲碳體。此外,球墨鑄鐵孕育衰退快,也是極易發(fā)生過冷的因素之一。