2、共晶转变过程中石墨的析出导致体积膨胀
在共晶温度附近，奥氏体的密度约为 7.3g/cm

，石墨的密度约为 2.15g/cm

。铸件凝固

过程中，石墨的析出会导致系统的体积膨胀，大约每析出 1%（质量分数）的石墨可产生
3.4%的体积膨胀。

妥善地利用铸铁中的石墨化膨胀，可以有效地补偿凝固过程中的体积收缩，在一定

的条件下，可以不用冒口生产健全的铸件。

应该着重提出的是：灰铸铁和球墨铸铁都在共晶转变过程中析出石墨、发生体积膨胀，

但是，由于两种铸铁中石墨形态和长大的机制不同，石墨化膨胀对铸铁铸造性能的影响
也很不一样。

灰铸铁共晶团中的片状石墨，与铁液直接接触的尖端优先长大，石墨长大所发生的

体积膨胀大部分作用于石墨尖端接触的铁液，有利于迫使其填充奥氏体枝间的空隙，从
而使铸件更为致密。

球墨铸铁中的石墨，是在奥氏体外壳包围的条件下长大的，石墨球长大所发生的体

积膨胀主要是通过奥氏体外壳作用在相邻的共晶团上，有可能将其挤开，使共晶团之间
的空隙扩大，也易于通过共晶团作用在铸型的型壁上，导致型壁运动。

3、铸件凝固过程中石墨化膨胀易使铸型发生型壁运动
球墨铸铁以糊状凝固方式凝固，铸件开始凝固时，铸型－金属界面处的铸件外表面

层就比灰铸铁薄得多，而且增长很慢，即使经过了较长的时间，表层仍然是强度低、刚度
差的薄壳。内部发生石墨化膨胀时，这种外壳不足以耐受膨胀力的作用下，就可能向外移
动。如果铸型的刚度差，就会发生型壁运动而使型腔胀大。结果，不仅影响铸件的尺寸精
度，而且石墨化膨胀以后的收缩得不到补充，就会在铸件内部产生缩孔、缩松之类的缺陷。

4、共晶奥氏体中的碳含量高于灰铸铁
据美国 R. W. Heine 的研究报告，球墨铸铁共晶凝固过程中，奥氏体中的碳含量高于

灰铸铁中奥氏体的碳含量，如图 1 所示。

图 1 灰铸铁和球墨铸铁共晶凝固时奥氏体中的碳含量

a、灰铸铁；b、球墨铸铁