球墨鑄鐵的制造工藝
穩(wěn)定共晶轉(zhuǎn)變完成后，組織中主要存在奧氏體和球狀石墨。奧氏體中的碳含量處于飽和狀態(tài)。隨著溫度下降，碳將從奧氏體中脫熔出來(lái)。當(dāng)?shù)竭_(dá)共析轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，奧氏體析出1%左右的碳。這些碳向球狀石墨表面或共晶團(tuán)邊界擴(kuò)散。球狀石墨表面被具有較高能量的（0001）面所包圍。*容易接納外來(lái)原子。
正常冷卻條件，碳原子以足夠高的擴(kuò)散速度擴(kuò)散到球狀石墨表面。使石墨球尺寸增大，表面變得粗糙。當(dāng)球墨鑄鐵中含有較多干擾元素時(shí)，石墨表面可能出現(xiàn)刺狀或片狀石墨。如下圖（1—26）所示。
如果鐵水含硅量較高，雖然鑄件冷速高但還不具備形成二次碳化物條件，析出的碳也可能在共晶團(tuán)邊界上形成極細(xì)小的石墨質(zhì)點(diǎn)。這些細(xì)小質(zhì)點(diǎn)受到鐵自擴(kuò)散速度的影響，一般只能在奧氏體邊界上出現(xiàn)。
如果冷卻速度緩慢，碳有充足的時(shí)間在奧氏體中擴(kuò)散，使碳較多的從固熔體中脫溶出來(lái)，使基體中含碳量低于共析含碳量。阿爾法相+嘎瑪相區(qū)內(nèi)將發(fā)生嘎瑪向阿爾法的轉(zhuǎn)變，析出鐵素體。這種鐵素體稱為先共析鐵素體。厚壁球墨鑄鐵比較容易發(fā)生這種情況。冷速、石墨數(shù)量、尺寸、奧氏體存在狀態(tài)都對(duì)奧氏體分解為鐵素體有明顯影響。例如石墨球數(shù)多，則石墨與奧氏體之間的界面面積大，奧氏體中脫溶的碳原子向石墨擴(kuò)散距離短，有助于形成較多的鐵素體。各種提高奧氏體中碳活度的因素（如碳和硅含量較高）都促使碳原子發(fā)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，增加先共析鐵素生成量。
先共析鐵素體是稍低于Ar3溫度時(shí)首先在奧氏體晶界上形核，并生成細(xì)小塊狀鐵素體晶粒。隨溫度下降，鐵素體逐漸由呈塊狀生長(zhǎng)改變到沿晶界呈片狀生長(zhǎng)。如果鑄件冷卻的比較緩慢，這種片狀鐵素體就成為沿晶界彎彎曲曲的網(wǎng)絡(luò)狀。當(dāng)鑄件溫度降低到共析溫度，先共析鐵素體不再連續(xù)增加，但鐵素體體積并不停止增長(zhǎng)。這些位置位錯(cuò)密度較高且常有夾雜物存在。晶界上和晶內(nèi)析出的鐵素體在阿爾法+嘎瑪相區(qū)的不同溫度形成的晶體形態(tài)不同，可能有塊狀、網(wǎng)絡(luò)狀和片狀。這些鐵素體和石墨周圍的鐵素體一樣，大多數(shù)都具有等軸晶粒。當(dāng)奧氏體晶粒較細(xì)時(shí)，在小過(guò)冷下緩冷有利于鐵素體以塊狀析出。相反地，片狀鐵素體是在粗大奧氏體晶粒中，在冷速較高條件下形成的。在奧氏體分解過(guò)程中，硅的偏析有助先共析鐵素體析出。