這是一篇很古老的論文,一九九四年《山東科學》。資料來源於網路,經整理後分享,僅供參考!
近代研究表明,使用鐵鍋烹調比其它種類的鍋(如鋁鍋和不鏽鋼鍋)對人體有益。作為科研和嘗試,在作為主要制鍋材料灰鑄鐵中新增微量Zn(~3wt )這一對人體有益元素,目的是達到有益人體的攝取效果。而首先要研究的是從物理冶金角度分析其可行性,即當鑄鐵在鑄造成形凝固後,Zn元素的分佈及狀態。因為灰鑄鐵中含有P的共晶體,加入微量Zn後是否形成有害於人體的化合物,是我們研究分析的目的。同時,其分析方法也是一種嘗試,假如形成有害化合物,用一般X光衍射法往往難以測定(衍射線弱);用微衍射(X光微衍射或TEMμ-衍射)則因彌散分佈難以定位。
依據在一定的凝固(結晶)條件下,元素的原子在合金中所佔據的位置即結晶有一定的規律這一物理冶金基本理論,首先從金相分析入手,觀察含Zn鑄鐵中是否有新相出現;對各相所含元素進行分析,看其中元素是否有變化;雜質元素往往優先聚集於金屬與合金中的最薄弱處---晶界,斷裂的產生又往往沿晶界展開。基於此按如下步驟進行分析工作:
試驗方法
1.1 金相分析:以金相磨面觀察分析鑄鐵中相的種類,是否有新相出現。
1.2 探針分斬:對金相磨面中各相定性分析及定量分析,並在樣品表面進行Zn和P的特徵X射線長程掃描。
1.3 斷口分析:對斷面各形態及區域進行探針分析,特別是對沿晶界斷裂的區域進行微區元素分析。
試驗結果與討論
金相分析表明含Zn灰鑄鐵中除鐵素體、珠光體、片狀石墨及磷共晶外,未出現其它狀態的組織或相的分佈。
金相磨面的探針定性和定量分析表明Zn分佈於鐵素體和珠光體中,在片狀石墨與磷共晶中則未發現。
Zn和P的特徵X射線長程掃描表明,Zn和P不存在於同一位置。X射線掃描圖形與圖1、圖2相同。(由於圖片模糊,就不上傳了)
聚焦探針微區分析鑑於斷口往往沿晶界或最薄弱處斷開,並且晶界也往往為雜質及析出相的聚集處,我們對斷口的晶界斷裂處和解理及其它斷面區域進行了聚集探針微區分析。結果也證明Zn分佈在鐵素體和珠光體形態中,而多處於晶界及相界區域的磷共晶中卻未發現。同時,在鐵素體和珠光體中也未發現P的存在。
鑄鐵在高溫液態到冷卻凝固過程中,所有元素的化合、固溶或結晶析出過程中具有一定的規律。P在結晶過程中與Fe的結合力很強,形成FeP和Fe或Fe,P和Fe、C的共晶體即磷共晶,並存在於兩相交界或晶粒間界,在高溫下也難以分解。
Zn在結晶過程中則不與其它元素化合,以固溶狀態分佈於鐵素體和珠光體中。對鑄鐵材料的其它測試分析以及使用分析結果均得到證明。
結束語
所測含Zn灰鑄鐵中的Zn未與P同時並存。
Zn元素以固溶狀態分佈於鐵素體和珠光體中,灰鑄鐵的組織狀態沒有改變。