初生奥氏体枝晶对灰铸铁性能的影响

枝晶对灰铸铁强度的影响，有如钢筋混凝土中的钢筋或复合材料中的纤维，起到支承骨架的作用。

枝晶的数量与长度对铸铁的强度起着不可忽视的作用。枝晶数量越多，铸铁的强度越高。图1是奥氏体枝晶与抗拉强度的关系。枝晶的二次轴间距对铸铁强度的影响虽不如枝晶数量显著，但随初生枝晶的二次轴间距减小，抗拉强度也增加，这种倾向随碳当量增加而减少。如果树枝晶以短小孤立状存在于铸铁中，铸铁抗拉强度提高不大。当树枝晶互相交叉形成骨架，相互作用面积得到增大，对强度的提高起到十分有利的作用。

图1  枝晶数量与灰铸铁抗拉强度的关系

奥氏体的分布形态和位向对铸铁受载时裂纹扩展有密切关系。内生初生奥氏体往往晶粒直径小，位向随意，诱发的裂纹行径路程长，故有较强的承载能力。

奥氏体枝晶对提高强度的作用在于阻碍断裂过程裂纹的扩展，当裂纹遇到枝晶后或改变方向或沿枝晶外缘平行枝晶轴蔓延。图2是作者在一个尚未断开的铸件上观察到的断裂组织，裂纹沿枝晶边缘扩展。随裂纹扩展路径增加，消耗的能量增多。另外，枝晶的三维骨架结构能阻止应力从一个共晶团向另一个共晶团传播，在树枝晶内部不存在有石墨，所以枝晶内的金属未受削弱，可阻止微裂纹生长。

初生奥氏体数量与布氏硬度的关系呈现出枝晶数量越多布氏硬度值越大的规律。因为枝晶少时共晶团必然增多，大量的共晶石墨使基体硬度降低。