
【机】 globular graphite; spheroidal graphite; spherulitic graphite
球状石墨(英文:spheroidal graphite)是球墨铸铁(ductile cast iron)中特有的石墨形态,其微观结构呈现近似球形的多面体结构。在材料科学领域,它通过镁或铈等球化剂处理液态铁水形成,这种特殊结构能显著提升铸铁的延展性和抗冲击性,使其兼具铸铁的高强度与钢的韧性。
根据ASM International发布的《金属手册》,球状石墨的直径通常为10-60微米,其球形度(sphericity)需达到80%以上才能满足ASTM A536标准对球墨铸铁的力学性能要求。中国国家标准GB/T 9441-2009《球墨铸铁金相检验》进一步规定,合格球状石墨应呈孤立分布,不允许出现片状或蠕虫状石墨夹杂。
在工业生产中,球状石墨的形成依赖于精确的球化处理工艺。美国铸造学会(American Foundry Society)技术报告指出,残余镁含量需控制在0.03%-0.05%范围,并通过接种处理促进石墨均匀形核。这种独特的石墨形态使球墨铸铁广泛应用于汽车曲轴、风力发电机主轴等关键部件,相关应用案例可见于《材料科学与工程学报》2023年的失效分析研究。
球状石墨在不同领域具有特定含义,以下是分领域的详细解释:
定义与结构
球状石墨是球墨铸铁中的核心组织,呈球形或近球形,直径范围0.1~5mm。其表面光滑,分布均匀,能显著减少应力集中,提升材料的塑性和韧性。
形成机制
对材料性能的影响
均匀分布的球状石墨可优化基体组织的力学性能,使球墨铸铁兼具高强度和延展性,常用于制造高强薄壁件。
定义与加工
球形石墨是以高碳鳞片石墨为原料,经改性处理后形成的椭圆球形颗粒,主要用于锂离子电池负极材料。
关键性能指标
应用优势
具有高导电性、理论嵌锂容量高(372 mAh/g)及成本低的特点,是新能源电池的换代材料。
球墨铸铁中可能出现非理想石墨形态(如蠕虫状、片状),表明球化工艺缺陷。而工业球形石墨需通过分级处理分离细粉,确保正态分布的颗粒形状。
如需进一步了解制备工艺或材料标准,可参考、2、5、11等来源。
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