在高温下工作的铸铁件，其尺寸发生的不可逆膨胀现象即所谓的生长。生长不仅使铸铁失去强度，甚至会破坏与之接触的其它构件。铸铁的生长在CO/CO2气氛中最严重，其次是空气中，在真空和氢气气氛中也会发生少量的生长。

铸铁组织中的碳化物（包括先共晶碳化物，共晶碳化物，共析碳化物以及二次碳化物）在高温下发生分解，析出二次石墨。二次石墨会使铸件出现不可逆转的体积膨胀。据测算，碳化物每分解出1%的碳，铸件体积大约增加2.0-2.4%，铸件外形尺寸相应增大。

①低于相变温度的生长：又称低温生长发生在400-600℃范围内，生长机制是珠光体分解为铁素体和石墨。石墨的析出是体积膨胀的过程。理论上，1%的化合物碳转变为石墨，其体积要增大2.4%左右，而铁素体的析出则使铸件力学性能下降。因此铸铁的低温生长与珠光体的分解密切相关。温度越高，越接近相变温度，铸铁的生长量越大，同样珠光体的稳定性越差，珠光体的分解量越大，铸铁的生长量也越大。

②在相变温度范围内的生长：如果铸铁将在相变温度范围内生长，并不断通过相变温度范围，使铸铁周期性发生相变，会导致相当大的灾难性生长。铸铁在加热时，α转变为γ，由于石墨不断溶于γ内，在原石墨处就会留下微观空洞，随着温度的升高，溶入的石墨越来越多，留下的微观空洞也就越多；而在冷却过程中γ又不断地析出石墨，此石墨沿原空洞处析出的可能性很小，结果再次造成因石墨析出而发生的体积膨胀。这种膨胀是不可逆的。

③高于相变温度的生长：高于相变温度时，氧化将会非常严重，氧化导致的铸铁不可逆体积增大将占主导地位。

引起铸铁生长的原因：

①内氧化。氧渗入金属内部，发生内氧化。由于氧化物的体积大于金属本身，故引起铸件体积的不可逆膨胀。氧渗入的通道是氧化膜中金属与石墨边界的微裂纹，金属中的孔隙，石墨烧损后的空洞等。当反复加热与冷却到相变点时，由于相变应力使石墨和金属之间产生微裂纹，内氧化加剧，此时的生长特别剧烈。

②渗碳体分解。高温下渗碳体分解形成石墨，体积增大。

③循环相变。加热时石墨溶于奥氏体中，冷却时石墨又从奥氏体中析出。每一次加热冷却循环中不断地产生微小裂隙，使铸件体积增大，同时相变应力也会促使铸件体积增大。

④气氛中碳沉积。在CO/CO2气氛中工作的铸铁件，生长特别剧烈。这是因为CO=CO2+C的反应中，不断有碳沉积在石墨上，使体积增大，基体产生微裂纹，氧更容易进入内部氧化所致。

鉴于铸铁的生长原因，为防止或减少铸铁的生长，可采取以下措施：

①加入硅、铬、铝等合金元素，提高铸铁的抗氧化性。

②加入合金元素稳定珠光体，提高珠光体分解温度。如加入少量的铬、锰或微量的锡等元素以稳定珠光体，提高渗碳体分解温度，提高抗生长性能。

③加入合金元素提高或降低共析相变点。

④减少珠光体及自由渗碳体的含量。采用加强孕育、合金化、热处理等工艺手段消除或减少珠光体和渗碳体的含量，可以减少由于它们分解造成的生长。

⑤减少石墨含量，改善石墨形态。

文章转载洲际铸造服务号

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什么是铸铁的生长？如何控制铸铁的生长？

在高温下工作的铸铁件，其尺寸发生的不可逆膨胀现象即所谓的生长。生长不仅使铸铁失去强度，甚至会破坏与之接触的其它构件。铸铁的生长在CO/CO2气氛中最严重，其次是空气中，在真空和氢气气氛中也会发生少量的生长。

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