铸铁金相组织分析.doc

球墨铸铁金相组织球墨铸铁金相组织球墨铸铁牌号球墨铸铁是指铁液经球化处宜后，使右墨人部或全 体呈球状形态的铸铁与灰铸铁比拟，球墨铸铁的力学性能有明显提高由于它的石石墨呈球状，对基体的切 割作用最小，可有效地应用基体强度的70%〜80% (灰铸铁-般只能应用基体强度的30%) c 球墨铸铁还可以通过合金化和热处理，进一步提高强韧性、耐磨性、耐热性和耐蚀性等各项 性能球墨铸铁白1947年问世以來，就获得铸造工作者的青睐，很快地投入了产业性生产 而且，各个时代都有代表性的产品或技巧20 |比纪50年代的代表产品是动员机的球墨铸铁 曲轴，20世纪60年代是球墨铸铁铸管和铸态球墨铸铁，20佢纪70年代是奥氏体-贝氏体球 墨铸铁，20世纪80年代以來是厚人断血球墨铸铁和薄小断面(轻景化、近终型)球墨铸铁如今，球墨铸铁已在汽车、铸管、机床、矿山和核产业等范畴获得普遍的利用据统计, 2000年世界的球墨铸铁产量已超过1500万吨o球墨铸铁的牌号是按力学性能指标划分的，国标GB/T 1348-1988《球墨铸铁件》中单 铸试块球墨铸铁牌号，见表1表1单铸试块球墨铸铁牌号牌号抗拉强度Rm(MPa)断厉伸长率A(%)布氏谀度HBW重要金相组织QT400-1818130〜180铁素体QT400-1540015130〜180铁素体QT450-1045010160〜210铁素体QT500-75007170〜230铁素体+珠光体QT600-3190〜270珠光体+铁素体QT700-27002225〜305珠光体QT800-28002245〜335珠光体或冋火组织QT900-29002280〜360贝氏体或冋火组织球墨铸铁中常见的石墨形态有球状、团状、开花、蠕虫、枝晶等儿类。

其中，最具代表性的形态是球状在光学显微镜下察看球状石墨，低倍时,外形近似圆形；高倍时，为多边形，呈辐射状，构造淸楚经深腐化的试样在SEM中视察，球墨表而不光滑，起伏不平, 形成一个个泡状物经热氧腐化或离子轰击后的试样在SEM中视察，球墨呈年轮状纹理，且 被辐射状条纹划分成多个扇形区域；经应力腐化（即向试样加载应力）片察看，浮现年轮状撕裂和辐射状开裂球墨是垂直（0001）而向各个方向生长的，从而形成很多个从核心向外 辐射的角傩体（二维为扇形区域）,（0001）而即呈年轮状排列在SEM中看到的年轮状及辐射 状条纹（或裂纹），就是球墨晶体学特点的反应球墨铸铁一般为过共晶成分，因此球状石墨的长人，应包含两个阶段：①先共晶结晶阶 段，球墨核心形成后，在铁液及贫碳富铁的奥氏体晕圈中长人②共晶结晶阶段，球墨四周 形成奥氏体外壳，即球墨-奥氏体共晶团此时，球墨是在奥氏体壳包抄下长人的固然球 墨在共晶阶段的长人速度比在液态阶段缓慢，但球墨的人部分是在共晶阶段长人的球墨铸 铁的共晶团比灰铸铁的共晶团渺小，其数量约为灰铸铁的50〜200倍还应阐明，球墨铸铁 的共晶结晶是一种变态共晶，即球墨和奥氏体均可在单独、互不依存的情形下长人。

为了评价石墨球化的好坏，国标GB/T 9441-1988《球墨铸铁金相检验》将球化等级分 为6级，见表2这是依据察看视场内各种石墨的相对数目及球化率的高下划分的表2球化分级球化级别球化率（％）阐明1295石墨呈球状，少疑团状，容许极少疑团絮状290〜〈95仃墨人部分呈球状，余为团状和极少聚团絮状80〜〈90石墨人部分呈团状和球状，余为团絮状，容许有极少量蠕虫状470〜〈80石墨人部分呈团絮状和团状，余为球状和少量蠕虫状560〜〈70石墨呈疏散散布的蠕虫状和球状、团状、团絮状6不规定右暴呈凑集散布的蠕虫状和片状及球状、团状、团絮状石墨球的数目是权衡球墨铸铁质量的-项主要指标某些工厂在检验中，只重视球化率, 疏忽石墨球数，是不全而的理由是：①冇墨球数增添，球径减小，球墨圆整度进步，散布 也趋于均匀②用石墨球数来评价球墨铸铁的孕育厉果，是一种有效、直观的方式③球墨 铸铁中的球数基础上反映了共晶团数④在薄舉铸件中，铸态是否呈现渗碳体，重要取决于 石墨球数美国铸造师协会(AFS)把石墨球数分成7级，见表l-3-3o由表可见，石墨球径 和石墨球数之间的对应关系较好，而石墨人小和石墨球数之间的对应关系则较差。

表3球墨铸铁石墨球数与人小项目尺度对应数值或级别石墨球数(个/ mm2)AFS图谱片〜z9〜ZI〜8Bfel SdV(XOOT)㈣越疽齋比88〜Z8〜ZLZ〜9998861-1^61/09(购)中丫濡比000彭007<1.5球化处置是球墨铸铁的要害工序人致來说，球化处置的历史阅历了两个阶段：①20 世纪50年代，以纯镁和压进法为主：②20世纪60年代中期开端，以稀土镁合金球化剂和 冲进法为主，还相继采用了盖包法、型内法和密流法，20世纪80年代乂采取了喂丝法工艺 将纯镁与稀土镁球化剂比拟：纯镁的球化才能强，球墨圆整，口口化偏向小，毛病是反映剧 烈，铁液沸腾，安全性差，还难以避免缩松、夹渣和皮下气孔等铸造缺点；合金球化剂的稀 土，有脱硫往气的作用，能减少缩松、夹渣等铸造缺点，生产也较安全，但石墨的圆整度往 往稍逊于纯镁处理的球墨铸铁，且白口化偏向较人孕育处理是球化处理后不可或缺的工序它能促进右•墨化，增长右墨球数，进步右墨圆 整度但增强孕育并不是一-味进步孕育量和增长孕育次数孕育过量，反而会造成孕育缺点, 如缩松、缩孔和和墨漂浮等：孕育剂颗粒人，未曾融化，残留于铸件内，会成为〃硬点〃孕 育处理是受多种因素制约的，睹如孕育剂种类，孕育剂粒度、孕育剂数1=1、孕育方法、铁液 温度和孕育地位等等，总之应使处于饱和孕育状况的铁液尽可能接近铁液凝固的瞬间，这样 才干以最小的孕育重到达最大的孕育后果。

表3中8个牌号的球墨铸铁，QT900-2 —般用热处理制取(例如等温淬火)，其余7个牌 号分辨为珠光体、珠光体+铁素体和铁素体球墨铸铁在球墨铸铁生产初期，这些牌号都是 用正火或退火获得基体组织的，如今都可以由铸态制取了生产铸态铁素体球墨铸铁必需注意：①采取低^w(Mn)<0. 03% >低磷w(P)<0. 07%.低 硫w(S)<0. 025%生铁还应斟酌增进碳化物形成元素的影响：碳化物系数CS=Mn+15Cr+20V+30B+10S+7Mo+5Sn+1. 5P,其值应取CS<0. So②把持终硅量，在铁素体到达 请求的条件F,尽量下降终硅量例如，美国某些工厂的终硅量为w(Si)2.2%〜2. 4%③ 下降终硅量乂要不呈现口口，就应当增强孕育，采用浇口杯孕育、型内孕育等厉期孕育工艺, 增添行墨球数，这对薄壁铸件尤为主要④节制残留稀土的w(RE),薄壁铸件为0.015%〜 0.03%,厚壁铸件为0.02%〜0.04%生产铸态珠光体球墨铸铁必需注意：①采取低磷低硫生铁,严厉把持有害微录元素的含 颦②〃(Mn)以0.25%〜0.50%为宜⑧为了增添珠光体含量，常用的合金化元素有铜、锡、 铢等；若以铜对珠光体的作用为1，则锡、拂的作用分辨为10倍和100倍。

厚壁铸件宜加 渗透适量的铜锡易形成晶间碳化物，参加量要节制④增强孕育，防止呈现碳化物各种牌号铸态球墨铸铁中珠光体与铁索体的相对数录，与球墨铸铁生产的初期比拟，珠 光体球墨铸铁中的铁素体量己上升例如，QT700-2容许铁素体为35% (体积分数)，这已趋 向于混杂基体了球墨铸铁的铸造缺陷如缩孔、缩松、夹渣、反门口等，是其他铸铁都有的，有些缺陷如 球化不良、球化衰退铮，则是球墨铸铁特有的。