碳化硅冶炼的间歇电阻炉的温度呈中心高，向外逐渐降低的趋势。图3是碳化硅冶炼炉温度及含量分布趋势。碳化硅的晶粒显示出由内粗外细的晶体结构，即中心部位于碳化桂晶体具有一定方向的链式结构，是晶体在放射式键的方向上联结，还有些键紧根生长在一起，形成致密的晶体结构，尺寸达数毫米，SiC含量97%以上属a-SiC晶型是磨料级碳化硅，做磨具和耐火材料的原料。离炉芯愈远，随着温度下降，碳化硅的晶体排列无一定规则，是

多孔疏松的微晶结构，晶体尺寸在数微米是β-SiC 晶型SiC含量在90%以下的二级、三级碳化硅称冶金碳化硅，是炼钢的脱氧剂、提温剂或作铸造的孕育剂和预处理剂。

4.2碳化娃的冶金性能

4.2.1碳化硅的溶解特性

在正常的大气压下，碳化硅是不溶解的在2780 °C直接分解成气态硅。碳化硅能在铁液中逐渐溶解，因为碳化硅在空气中氧化，在其颗粒表面形成一层Si02膜，保护它不再氧化，故1 400°C稳定少变化。碳化硅在金属氧化物的反应温度：FeO 1300°C、MnO 1360°C、CaO 1 000°C、MgO 1000°C在铁液和熔渣中的碱性金属氧化物和碳化硅表面 Si02膜反应，形成低溶点化合物，碳化桂表面形成的Si02被破坏，碳化硅继续被氧化，部分分解成Si和 C进入铁液。

4.2.2碳化硅的脱氧性能

碳化硅有关反应的自由能变化值均为零。炭化硅与铁液中或熔渣中的氧相互反应，放出大量的热反应式为:

铁液 3 [Fe0]+SiO=3[Fe]+Si02+C0

ΔG°=607.354-91.57T

熔渣（FeO)+SiC=[Fe]+Si+CO

ΔG°=261.001-52.88T

由于按下列反应，渣中的氧化铁由5%-15%降到0.5%或更低，如此巨烈的炉渣，液态金属及炉衬的反应特性，提高了S在渣中的分配系数，从0.5-2.5%到4.0-17.5，从而降低金属中的S量 0.035%-0.045%。同时减少渣的数量。除Si外，还降低铁液中气体的含量，因为从式中看出，CO释放可带出其他气体气。

4.2.3碳化硅的氧化气氛下的耐高温特性

在碳化硅表面形成的Si02膜，对抵抗氧化具有特殊意义，根据它所固有的抗氧化性，碳化硅无论抵制冲天炉中氧化炉气，还是电炉中溶解时，都经得起空气的侵蚀。它能承受铁液温度不稳定造成的不良影响，无论温度高低，都能达到良好的冶金效果。

4.3碳化硅的铸铁冶金特性

4.3.1碳化硅的预处理作用

合成铸铁熔炼过程，为改变铁液的结晶条件，常加入携带Si载体材料（如硅铁等），为改变铁液的结晶条件、铁液状态和化学成分，以获取优质铁液所作的条件准备，称之为预处理。表5是硅铁与碳化硅在铁液中的溶解特性。

表5硅铁与碳化硅的溶解特性

Si载体	硅铁	碳化硅
溶解特性	1 210°C起溶化到铁液中	在空气中不溶化，在铁液碱性金属氧化物中能逐渐溶解，较长的时间后所生石墨才能形成
	不含碳	含30%的碳
	石墨晶体只由一个核心构成，核心中的碳只能从铁液中来，在铁液中溶解速度快、浓度差、消失时间快。	石墨晶体核心多，凝固时碳过饱和区域作为核心起作用，形成石墨的数量多，形成的时间以及寿命都长。更能承受铁液不稳定造成的不良影响。碳化硅颗粒表层的Si02膜的阻碍，影响石墨的生成时间和停留时间，使石墨析出时间延长，使碳化硅起到了保证长效孕育功能。

由于最终的目的不同，预处理的内容有所区，对灰铁而言，共晶团细化而分布均匀，石墨呈A 型，并使石墨变小、变短；对球铁而言，使石墨球数增加，石墨球型更好，铁素体增加。预处理的效果的参数是：石墨形态共晶平衡温度的过冷度，共晶体粒度，在所有的情况下，随着饱和度增加，石墨共体晶粒度提高，共晶过冷度减少。

碳化硅的预孕育能力有一种新评价，文献指出：含SiC82%与88%的所呈现的结果，不是含高SiC量的碳化硅表现出的强烈的生核效果，而是最低的那部分碳化硅在起作用，图4是SiC种类和预处理结果之间的关系。对Si02膜层延迟溶解过程的方法是将SiC加入少量碱性物质，形成低熔的碱碱性硅酸，观察碳化硅溶解过程。人为的对SiC98%进行氧化处理，溶解速度明显降低到与SiC84%接近，证明Si02膜对SiC颗粒溶解动力学起重要影响，可以说SiC起到长效孕育的Si源作用。

4.3.2碳化硅的孕育作用

合成铸铁铁液中，石墨的析出，石墨形核，主要依靠非异质晶核作为铁液中大量的石墨生核剂，一般都是通过孕育来扩大非异质形核范围，碳化硅加入到铁液中逐渐熔融到铁液中发生下列反应。

SiC+Fe=FeSi+C(非平衡石墨）

式中SiC里的Si和Si结合，余下的C就是非平衡石墨，作为石墨析出的核心。非平衡石墨铁液中的C元素不均匀分布，局部C元素过高，微区出现“碳峰”，析出的石墨就称为非平衡石墨。这种新生石墨有很高的活性，很容易吸收铁液中的碳，孕育效果极其优越。由此可见碳化硅就是这样一种硅基生核剂。熔炼时加入碳化硅对灰铁来说，由于非平衡石墨的预孕育作用，可以提高共晶团大量形成和生长的温度，有利于形成A型石墨，还可以以晶核数量增多，使片状石墨细小，提高石墨化程度，减少白口倾向，从而提高铸件力学性能。对于球墨铸铁而言，结晶核心增多，石墨球数随之增加，球化率得以提高。碳化硅作铸铁合金的添加剂除了增碳功能外，它产生的特殊伴生功能，对改善提高铸铁质量具有特殊意义。表6是碳化硅的孕育作用与伴生功能，文献指出sic是**的脱氧剂，改善铸件质量，降低铸件不合格率，减少废品的一种方便、实用、经济、简单的技术措施。