灰鑄鐵是鑄造生產(chǎn)中見的一種鑄造合金 , 由于它具有良好的鑄造性能 , 成本較低等優(yōu)點 , 所以在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
(1) 灰鑄鐵的石墨化碳在鑄鐵中以兩種狀態(tài)存在 ， 一種是呈化合狀態(tài) ， 稱為滲碳體 ; 另一種是呈游離狀態(tài) , 稱為石墨。
灰鑄鐵中的石墨一般認為通過以下兩種方式形成 :
由滲碳體分解而形成石墨。這是因為處于高溫下的滲碳體不大穩(wěn)定 ，在緩慢冷卻時能分解出石墨。
從液體或奧氏體中直接析出石墨。
鑄鐵中的碳以石墨狀態(tài)析出的過程稱為石墨化。控制石墨化對鑄鐵的組織和機械性能有很大的影響。影響石墨化有兩大因素 : 化學(xué)成份和冷卻速度。
1）化學(xué)成份的影響凡是能削弱鐵和碳原子的結(jié)合能力或增強鐵原子的自擴散能力的 元素都有可能促進石墨化 ; 反之 , 則有可能阻礙石墨化。通常將鑄鐵中較為常見的元素 , 按其 對石墨化影響的不同 ， 分為促進石墨化和阻礙石墨化的兩大類。
Al 、 C 、 Si 、 Ti, Ni, C u, P 、 C 0 、 Zr 、 Nb 、 W 、 Mn 、 Mo 、 S 、 Cr 、 V 、 Fe 、 Mg 、 Ce 、 B 由此可見 p 鑄鐵中含量較多的碳、硅、 錳 、硫、磷五大元素都會影響石墨的形成。

碳與硅這兩個元素是強烈促進石墨化的元素。隨著含碳量的提高 , 液相中未熔化的 石墨夾雜數(shù)量增多 ， 形成石墨晶核的數(shù)量也相應(yīng)增加。硅因有利于滲碳體的分解而促進石墨化 ， 所以石墨數(shù)量將隨著含硅量的增加而增加。
由于這兩個元素對石墨化的作用是一致的 p 但考慮到碳和硅對石墨化影響的程度不同 ， 通常將陸折合成相當(dāng)?shù)奶剂?, 它與實際碳量之和稱為碳當(dāng)量。 CE=C+1/3Si 。
錳 錳能溶于鐵素體和滲碳體 , 增強鐵碳原子的結(jié)合力 , 它是一種阻礙石墨化的元素。 錳能增加金屬基體的強度 , 從而提高鑄 鐵 的機械性能。
硫 硫是顯著阻礙石墨化的元素 , 使鑄鐵有形成白口鐵組織的傾向。另外 , 硫會降低鑄鐵的流動性 , 惡化鑄造性能 , 還會增加鑄件的熱脆性。因此 ， 硫是有害的元素 ，含量越低越好。
磷 磷對石墨化能起促進作用 ， 但不強烈 ， 故影響不大。含磷量增加會造成鑄鐵的冷脆性。

2) 冷卻速度的影響相同成份的鑄鐵 , 采用不同的冷卻速度 ， 也能影響石墨的形成。當(dāng)鑄鐵快速冷卻凝固時 ， 石墨來不及析出 , 碳以化合狀態(tài)存在 , 就容易形成白口 ; 當(dāng)緩慢冷卻時 。 石墨能順利析出 , 還能不斷長大 ， 就能得到粗大的片狀石墨。
(2) 灰鑄鐵的組織灰鑄鐵的組織是由基體與石墨兩部 分組成。根據(jù)鑄鐵的化學(xué)成份和石墨化的程度不同， 可分為 三種不同的組織 :
1) 鐵素體灰鑄鐵滲碳體全部分解 , 鑄鐵的組織為鐵素體 + 石墨。
2) 鐵素體 - 珠光體灰鑄鐵共晶滲碳體及二次滲碳體均已分解 , 只有珠光體中一部分滲
碳體未分解。鑄鐵組織為鐵素體 + 珠光體+石墨。
3）珠光體灰鑄鐵 共晶滲碳體和二次滲碳體全部分解 ， 奧氏體中含碳量等于 0.8%。 由于化學(xué)成份及冷卻速度的影響 ， 在冷卻過程中奧氏體轉(zhuǎn)化為珠光體。