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鑄鐵中的碳通常是以石墨、滲碳體這兩種形式存在。由于化學成分和冷卻速度的不同，鐵碳合金凝固過程中得到不同的基體組織、石墨或滲碳體，從而生產不同的鑄鐵件。
石墨是碳的一種同素異構體，具有六方晶結構。石墨晶體中的碳源于以層狀形式排列，同層原子之間是以共價鍵結合，結合力較強；而層與層之間則是以_性鍵結合，結合力較弱。因此，石墨_易分層剝離，強度_低，鐵液凝固過程中容易長成片狀結構。但是，在干擾元素的作用下又能按變異的生長方式長大，形成球狀石墨或蠕蟲狀石墨，得到球墨鑄鐵或蠕墨鑄鐵。
石墨密度小，強度低，導電導熱性能好。因此液態鑄鐵凝固過程中析出石墨常常形成石墨化膨脹，降低鐵液因冷卻帶來的體積收縮。同時，大量石墨的析出又會降低鑄件的強度，特別是鑄件厚大斷面緩慢冷卻造成石墨粗大，顯著降低鑄件的強度和致密度。
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