石墨化有什么影响因素？

Question

如题所述

Answer 1

石墨化影响因素：
有温度、合金元素、钢中缺陷和焊接等。碳钢450℃以上，0.5%Mo钢在480℃以上产生石墨化。温度愈高，石墨化进程愈快。但到700℃时，已生成的石墨反会与铁结合成渗碳体。合金元素中铝、镍、硅等促进石墨化，其中铝影响最大。铝是炼钢时脱氧加入的，为此规定低碳和低碳钼钢锅炉钢冶炼脱氧时不用铝，或铝加入量每吨钢不超过0.25kg。铬、钛、铌等元素阻止石墨化，其中以铬最有效。在低碳钢中加入0.3%～0.5%铬就可有效地阻止石墨化。运行经验证明，含铬的珠光体耐热钢在运行中不产生石墨化。金属中裂纹、重皮等缺陷处和应力集中处最易产生石墨化，另外冷变形区域和焊接热影响区域也易产生石墨化。
在低碳钢和低碳钼钢等珠光体耐热钢中，可以同时发生珠光体球化和石墨化过程，这是由于两过程有相同的影响因素(如温度等)作用的缘故。但是，由于两过程又有不同的影响因素，如铝的影响等，并非球化进程同时一定发生石墨化进程。
为评定石墨化的影响制定的石墨化级别，是一组具有不同程度石墨化的金相图片，以便在电厂金相检验时对照用。一般按析出石墨量的多少分成四个等级：1级为石墨化现象不明显，2级为已明显石墨化，3级为已严重石墨化，4级为已很严重的石墨化。通常在石墨化3～3.5级时，钢中60%左右的碳均已成为石墨。

Answer 2

作者：盘锦嘉碳新材料有限公司
由于含碳物质原来的化学组成、分子结构的不同，碳化后这些原子团的聚集状态也不一样。易石墨化的程度也就不同。一般以内部结构是平行定向堆积，还是杂乱交错堆积来区分原料石墨化的难易程度。例如象无烟煤、石油焦、针状焦、利用中间相小球体制造成的定向焦等，由于在它们内部，大原子团的堆积大致都是平行定向的，交叉连结很少，所以它们属易于石墨化焦。相反，象糖碳，碳黑等，由于它们内部结构的聚集是杂乱的，取向不定，再加之这些材料多微孔，含有大量的氧及氢氧团，所以它们就难于石墨化。介于以上两种情况之间的有沥青焦，冶金焦等。沥青焦的原材料是经过氧化的高温沥青，含氧较多，故内部结构中交叉连结也比较多，冶金焦是含有多种有机物的烟煤的产物，微孔特别发达，交叉连结很多。沥青焦较比石油焦难石墨化，但比冶金焦要易石墨化，所以有的人将沥青焦也列为易石墨化碳的行列中。
在石墨制品生产中，选择易石墨化的原料是生产好制品的先决条件，在同样的热处理温度，易石墨化碳更容易转变成为石墨晶体。
由于产地等因素的不同，造成其组分有差异，易石墨化的程度也就略有不同，主要是受硫等杂质含量的影响。硫是对石墨化影响最大的杂质。
最后，硫到底对产品有什么影响呢？影响是很大的。以球墨铸铁生产的发动机曲轴为例，这种铸件的机械性能要求是非常严格，不仅要做抗拉、硬度的检测，还要做屈服强度的检测，因此产品的任何缺陷因素都要最大化的控制。而石墨化的硫含量控制在0.05%以下，氮含量在200ppm以下的低硫低氮增碳剂，硫、氮等有害元素含量降到最低，才能最大程度的减少氮气孔的产生，提高铸件的机械性能。