山東增碳劑的增碳原理是通過碳在鐵液中的溶解和擴散行為進行增碳的。研究表明,當鐵碳合金的含碳量在2.1%時,石墨增碳劑和非石墨增碳劑由于物理濡濕作用,兩者是同等進行的,但當鐵液的含碳量大于2. 1%時,石墨增碳劑中的石墨可直接在鐵液中溶解,這種現象可稱之為直溶。而非石墨增碳劑的這種直溶現象幾乎不存在,只是隨著時間的推移,碳在鐵液中逐漸的擴散溶解。因此,石墨增碳劑的增碳速度明顯地高于非石墨增碳劑。
另一方面,山東增碳劑對所有石墨鑄鐵,如灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵等,石墨增碳劑中的石墨,可作為先共晶石墨和共晶石墨的晶核。此外,研究表明,由不同的配料比使用碳質增碳劑和不采用增碳工藝,在鐵液化學成分含量相同條件下,經過增碳處理的鑄鐵中氮含量增加,氮所形成的氮化硼等,可以作為石墨結晶核心的基底,為石墨創造良好的形核成長條件。因此,山東增碳劑在增加鐵液含碳量的同時,能改善鐵液凝固后的組織和性能。
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