濃度起伏

同種元素及不同元素之間的原子間結合力存在差別，結合力較強的原子容易聚集在一起，把別的原於排擠到別處，表現為遊動原子團簇之間存在着成分差異 。

金屬結晶過程中，濃度起伏（concentration fluctuation）亦稱為“成分起伏”，在均勻的合金液體中存在的短程的、時起時伏的成分不均勻現象 ^[1]  。

關於濃度起伏的概念大多屬於推測，並未得出具體規律。隨着電子探針測試功能的不斷改進，使探索濃度起伏的規律成為可能。日本島津製作所八十年代新推出的EPM--810單位，可檢測出μm領域內各元素分佈動態。同時由於採用了國際公認的52.5°的X光出射角而使得分析準確度提高。並能使代表元素濃度含量的強度記數數值化，微區濃度可用等濃度圖的形式彩色化輸出。因此，我們試圖利用這一手段探討濃度起伏的規律。對在不同温度、不同時間孕育與未孕育鑄鐵的液淬試樣進行測試，得出石墨晶核周圍熔體中的微區分佈 ^[2]  。

不論鐵水是否經過孕育，從高温到凝固終了的所有温度下液淬的試樣中，始終存在着碳硅的濃度不均。縱座標表示所測元素的強度記數值。大量檢測結果表明:無論試樣的處理條件如何，濃度起伏現象總是存在的。且其基本波形相同，都呈週期性變化。當鐵水温度恆定時，隨孕育後保温時間延長，波形特徵值都逐漸降低，但其下降幅度不大。這説明碳在鐵水中的擴散速度較慢 ^[3]  。

1.灰鑄鐵孕育過程中石墨出現二次形核。一是孕育後的高温形核。這種晶核主要由於硅碳的濃度起伏引起。二是共晶凝固形核。液態鐵水冷至液相線以下接近共晶温度時，石墨晶核第二次析出，並在共晶凝固過程中長大為共晶團。

2.高温形核時產生的球狀石墨雛晶的數量和存在時間，主要受孕育劑中含硅量所支配，孕育劑中其他組元的影響甚小。這一過程可能和型內孕育有關。

3.鑄鐵鐵水中始終存在着碳硅的濃度起伏。其分佈服從正弦週期函數規律。在冷卻條件相同時波長基本一致。

4.孕育劑中的少量組元如Ba，Ca，Sr等，在凝固過程中阻礙着鐵水中碳硅的擴散，從而減緩了孕育衰退速度。其中尤以Ba的作用最強 ^[1]  。