影响奥氏体枝晶数量的因素

描述枝晶特点的参数有二次轴间距、平均长度、枝晶数量及方向性。其中，枝晶数量占据重要地位，因为与其他合金不同，对铸铁强度发生支配作用的是枝晶数量，而不是二次轴间距。

枝晶数量的计量方法有两种：

第一种：奥氏体枝晶占据视场面积的百分数。

D=A_t /A_T×100%

式中D——奥氏体枝晶数量(％)；

A_t——奥氏体枝晶截面积总和(mm²)；

A_T——视场总面积(mm²)。

第二种：枝晶主干及枝干所编织的面积(不包括对强度无效的枝晶所关连的部分)占视场总面积的百分数，称做枝晶相互作用面积。

影响枝晶数量的因素：

1．化学成分

(1)C、Si、Mn、S、P：在平衡状态下，影响初生奥氏体数量的重要因素是碳当量，随碳当量增多，奥氏体枝晶数量逐渐减少。在相同碳当量下，提高硅碳比值可增多奥氏体枝晶数量(增高幅度可达15％)。随碳当量提高，这种作用更显著，因为碳、硅对相图上奥氏体析出区间影响不同。降低硫量初生奥氏体枝晶减少，方向性变差，反之硫量增加枝晶增多方向性明显。含磷少的铁液初生奥氏体枝晶少，一次轴间距大，二次轴间距狭小。Mn可增加奥氏体数量，w(Mn)≤2.0％时，随Mn增加，枝晶数量增多，见图1所示。

图1  Mn对奥氏体枝晶数的影啊

a)w(Mn)=0.825％   b)w(Mn)=1.685％

(2)合金元素：Ti、V、Cr、Mo、Zr、Al、Ce、B、Bi能不同程度的增加枝晶数量。影响机制不完全相同，有些元素形成奥氏体基底，增加核心；另一些元素(如Ce、B)增加过冷，抑制共晶结晶，延长奥氏体析出时间。凡是阻碍石墨化的元素都不同程度增加奥氏体枝晶数量，作用强弱与它们形成碳化物能力顺序一致。Al虽属减小过冷元素，但仍有增加枝晶数量的作用，但不如Ti的影响显著。

2．冷却速度  初生奥氏体枝晶的数量随冷却速度加大而增多，因为：①使共晶温度下移，延长枝晶生长时间。②增大过冷，导致提高枝晶生长速度。③扩散困难使固液界面处的溶质含量远高于溶液内部，初生奥氏体枝晶在共晶转变期间能继续生长。

3．孕育处理与过热  孕育处理对初生树枝晶析出的影响，文献上很少报道。作者认方：只有全面了解孕育处理对初生奥氏体枝晶及共晶团的成核与生长过程的影响，才能真正全面了解孕育机制。故除研究孕育对石墨的作用外，还应加强孕育对奥氏体的影响。

孕育减小过冷，故减少枝晶的数量。用含Ca、Ba的SiFe孕育，枝晶长度变短，数量同时减少；添加Al、Ti复合处理，显著增加奥氏体核心，使初生奥氏体数量增多。

铁液的过热程度越高，初生奥氏体枝晶数也越多，因为过冷增大，成分偏离共晶点的程度严重。