合金元素的石墨化作用和反石墨化作用可由元素电子结构方
面进一步加以说明。例如,电负性小于铁原子的钒、钥、铬、锰置换
铁原子后,增大金属原子与碳原子问的电负性差;电负性大于碳原
子的硫、氧、蹄、硼置换碳原子后同样增大金属原子与碳原子间的
电负性差。从而使渗碳体的原子间键能增强,渗碳体易于生成而
且结构趋于稳定。
石墨化元素与反石墨化元素的作用相反。石墨化元素在提高
铁水中碳活度的同时,抑制铁与碳原子结合而促进石墨生成。例
如, 已讨论过,硅原子通过轨道电子交换形成FeSi,其原子
间电负性差大于Fe-C原子间电负性差,抑制了Fe-C原子结合,强
化了C-C原子间的键能,从而抑制了渗碳体生成,促进了石墨化。
有些元素具有促进和抑制石墨化的双重作用。硫含量较高时
有阻碍石墨化作用,但是微量存在时,由于某些硫化物是石墨形核
基质,又有促进石墨化的作用。再如锰本身是碳化物形成元素,促
进渗碳体形成。但它与含量较高的硫、氧化合,把这些表面活性元
素固定在化合物中,消除它们的反石墨化作用,实际上促进了石墨
化。但与硫、氧化合后的剩余锰量依然产生反石墨化作用。