發展歷史
考古研究表明,中國原始冶鐵術至少在公元前2070年前後即已誕生。塊煉鐵(柔鐵)首先出現,白口生鐵(剛鐵)緊隨其後。春秋早期偏晚(約為公元前8世紀)的一件鐵器殘片,是迄2012年7月為止中國最早的鑄鐵器,金相組織顯示的是鑄鐵的過共晶白口鐵。
反應
共晶白口鑄鐵的合金由液態冷卻到1148℃時,發生共晶反應
。全部轉變為萊氏體(稱為高溫萊氏體,用符號Le表示),高溫萊氏體是共晶奧氏體和共晶滲碳體的機械混合物,呈蜂窩狀。此時
,
。溫度繼續下降,共晶奧氏體成分沿ES線變化,同時析出二次滲碳體,由於二次滲碳體與共晶滲碳體結合在一起不易分辨,因此萊氏體仍作為一個組織看待。溫度降到奧氏體成分達到0.77%,並發生共析反應,轉變為珠光體時,這種由珠光體與共晶滲碳體組成的組織稱為低溫萊氏體,用符號
表示,此時
,
。溫度繼續下降,萊氏體中珠光體的變化與共析鋼的相同,珠光體與滲碳體的相對質量不再發生變化。共晶白口鑄鐵的室溫組織為
,它保留了共晶轉變產物的形態特徵。室溫下兩相的質量分數為
,
。
組成成分
共晶白口鐵,室溫緩冷組織為
變態萊氏體,沒有先共晶相。由珠光體和共晶滲碳體組成。
主要性能
共晶白口鐵是含碳量為4.30%(鐵碳相圖上的共晶點)的白口鐵,室溫緩冷組織為變態萊氏體,沒有先共晶相。由於幾乎沒有結晶溫度間隔,故具有優良的鑄造性能。由於組織中出現以滲碳體為基的萊氏體,此時因合金太脆而使白口鑄鐵在工業上很少套用。強度、硬度高,塑性、韌性低;切削加工性能、可鍛性能、焊接性能較差;共晶成分附近的合金結晶溫度低,流動性好,因而鑄造性能最好。性硬而脆, 用於不受衝擊的鑄件。
共晶碳化物形貌與分布對白口鑄鐵抗衝擊磨料磨損性能有影響。