偏析对灰铸铁组织与性能的影响

凝固开始，硅的反偏析使初生奥氏体枝晶富硅，冷却后易直接转化成枝晶状铁索体。共晶结晶时，硅富集于共晶团中心。含硅量偏高的铸铁，在共晶团中心常出现铁素体组织(见图1，降低铸铁的力学性能。

锰在奥氏体枝晶(或共晶团)问发生正偏析，降低此区域奥氏体的转化温度，提高其稳定性，使奥氏体容易形成珠光体。

硫容易偏析于晶粒周界晚凝固的位置形成FeS，当含Mn较低时，可观察到FeS单独存在。

磷在铸铁中是一个容易偏析的元素。铸铁中磷的质量分数为0.05％时，便有可能在铸铁中形成磷共晶组织。对于大多数铸件，由于磷共晶硬度为800～950HV，性质硬、脆，故应给于限制。但为了提高耐磨性，则往往加入磷。然而，当含w(P)>0.2％时，会引起铸铁缩松，因为偏析的富磷液体在冷却到磷共晶温度时发生凝固收缩。当同时存在Ni、Cr、Mo元素时，综合的正偏析作用加重了宏观缩松孔隙的数量与形成倾向。

一些低熔点元素(Pb、Bi、Sn、Sb…等)常偏析到枝晶问或共晶团问，凝固时易促使形成特殊组织。微量铅w(Pb)>0.005％可使奥氏体枝晶四周生成网状石墨。Loper试验发现截面尺寸大的灰铸铁，缓慢冷却通过高温，只要w(Pb)=0.002％就可生成魏氏结构的石墨．

图1  共晶团中心硅偏析引起的铁素体

a)共晶团心部含硅高(黄色部分)    b)心部形成铁素体(棕色)