影響鑄鐵組織和性能的關(guān)鍵是碳在鑄鐵中存在的形式、形態(tài)、大小和分布。鑄鐵的發(fā)展，主要是圍繞如何改變石墨的數(shù)量、大小、形狀和分布這一中心問題進(jìn)行的。因此，首先應(yīng)研究鑄鐵中石墨的形成過程及其影響因素。鑄鐵中石墨的形成過程稱為石墨化。在鑄鐵中，碳能以化合態(tài)的滲碳體和游離狀態(tài)的石墨兩種形式存在，游離狀態(tài)的石墨容易形成片狀結(jié)構(gòu)。這是由于石墨的晶格為簡(jiǎn)單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結(jié)合力較強(qiáng)；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結(jié)合力較弱，故結(jié)晶時(shí)易形成片狀結(jié)構(gòu)，且強(qiáng)度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個(gè)價(jià)電子中，只有一個(gè)價(jià)電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導(dǎo)電性)的原因。 
前面我們已討論過化合態(tài)的滲碳體，它若加熱到高溫，便會(huì)分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態(tài)的滲碳體只是一種亞穩(wěn)定相，而游離態(tài)的石墨則是一種穩(wěn)定相。一般，在鐵碳合金的結(jié)晶過程中，因?yàn)闈B碳體的含碳量69％)比石墨的含碳量(100％)更接近于合金成分的含碳量5％o％)，析出滲碳體時(shí)所需的原子擴(kuò)散量較小，滲碳體的晶核易形成，所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。但在擴(kuò)散時(shí)間足夠的條件下，或在合金中含有可促進(jìn)石 墨形成的元素(如硅等)時(shí)，在合金中便會(huì)直接自液體或奧氏體中析出石墨。實(shí)踐證明，成分相同的合金在冷卻時(shí)，冷卻速度愈快，析出滲碳體的可能性愈大；冷卻速度愈慢，析出石墨的可能性愈大。

為開發(fā)度易切削加工度灰鑄鐵提供理論依據(jù)，獲得度易切削加工灰鑄鐵的組織形貌為短細(xì)的石墨及細(xì)小片間距的珠光體組織。
  研究灰鑄鐵消失模鑄造法金屬液充型過程的規(guī)律，對(duì)于消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)、鑄件質(zhì)量控制及流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬具有重要意義。 本文利用自行研制的32通道開關(guān)量／32通道溫度模擬量計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法研究了工藝參數(shù)對(duì)灰鑄鐵消失模鑄造充型速度的影響。通過線性回歸，建立了線性回歸方程，對(duì)影響充型速度的諸多因素——負(fù)壓度、模樣密度、涂料透氣性、澆注溫度、金屬液靜壓頭、內(nèi)澆道尺寸、模樣厚度進(jìn)行了篩選。在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)所確定的主要工藝因素對(duì)于充型速度的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試，通過改變負(fù)壓度、模型密度、澆注溫度、金屬液靜壓頭、涂料透氣性、澆注方案、模型幾何形狀等參數(shù)，研究了各工藝因素對(duì)充型過程的影響，獲得了在各種條件下金屬液充型的等時(shí)曲線圖，通過對(duì)其進(jìn)行分析，找出了金屬液充型形態(tài)的規(guī)律，定量地確立了主要工藝因素對(duì)充型速度影響的規(guī)律。
另外，研究了消失模鑄造法鑄型表面硬度、界面換熱系數(shù)的變化規(guī)律。后，對(duì)比分析了開關(guān)量采集到的流場(chǎng)數(shù)據(jù)與熱電偶測(cè)溫技術(shù)所獲得的流場(chǎng)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明： 1灰鑄鐵消失模鑄造充型過程中流動(dòng)金屬前沿呈放射弧線狀向前充填。 2試驗(yàn)條件下，工藝因素對(duì)充型速度影響作用由大到小的順序?yàn)椋贺?fù)壓度、模樣 西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 密度、澆注溫度、金屬液靜壓頭、模樣厚度、涂層透氣性、內(nèi)澆道面積。 3 負(fù)壓度是影響充型形態(tài)和充型速度的關(guān)鍵因素。用消失模鑄造法得到健全灰 鑄鐵件的基本條件是在－200mmhg～400nunhg的負(fù)壓度范圍內(nèi)澆注。