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铸铁的金相检验是怎样的?一文全了解

2023-11-06


铸铁的分类一般按碳喝石墨的形态特征可分为:白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁。还有特殊性能的合金铸铁(分别含有Cr,Mo,Cu,Ni,W,Ti,V等合金元素)铸铁金相主要检验石墨的形态、大小和分布状况以及金属基体中各种组织。铸铁的金相组织是由石墨和基体组成的。铸铁中的金属基体常见的组织为P、P-F、和F,还有渗碳体和磷共晶。

铸铁的分类一般按碳喝石墨的形态特征可分为:白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁。还有特殊性能的合金铸铁(分别含有Cr,Mo,Cu,Ni,W,Ti,V等合金元素)铸铁金相主要检验石墨的形态、大小和分布状况以及金属基体中各种组织。铸铁的金相组织是由石墨和基体组成的。铸铁中的金属基体常见的组织为P、P-F、和F,还有渗碳体和磷共晶。

工业用铸铁一般含碳量为2.5%~3.5%。碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。耐蚀铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁按碳存在的形式分类,可分为灰口铸铁、白口铸铁、麻口铸铁。

 

 

铸铁的金相检验是怎样的?一文全了解

灰口铸铁

灰口铸铁含碳量较高(2.7%~4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。由于片状石墨存在,故耐磨性好。铸造性能和切削加工较好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。其牌号以“HT”后面附两组数字。例如:HT20-40(第一数字表示最低抗拉强度,第二组数字表示最低抗弯强度)。灰口铸铁按石墨的形状特征,可分为普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。

普通灰铸铁。普通灰铸铁的石墨呈片状,由石墨和基体两部分组成,基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体,相当于钢的组织。

可锻铸铁

可锻铸铁的石墨呈团絮状,由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。

球墨铸铁。球墨铸铁的石墨呈球状。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在,断口成银灰色。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。其牌号以“QT”后面附两组数字表示,例如:QT45-5(第一组数字表示最低抗拉强度,第二组数字表示最低延伸率)。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。

蠕墨铸铁

将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。

白口铸铁

白口铸铁碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈亮白色。凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。

麻口铸铁

麻口铸铁中的碳以石墨和渗碳体的混合形式存在,断口呈灰白色。这种铸铁脆性较大,工业上很少使用。

 

 

铸铁的金相检验是怎样的?一文全了解

举例分析,灰铸铁金相检验介绍

灰铸铁金相检验主要检验灰铸铁在光学显微镜下的组织结构状态,对灰铸铁中的石墨分布形态、石墨长度、珠光体数量、碳化物数量、磷共晶数量、共晶团数量进行综合评定,并且最终给出评级图的试验行为。在我国,灰铸铁金相检验依据标准为GB/T7216-2009《灰铸铁金相检验》。GB/T7216-2009简要、清晰、合理的将灰铸铁金相检验进行了描述,并且结合国际标准,ASTM标准中的相关规定,在即保留了中国特色的显微组织评级他的前提下有涵盖了国际及国外标准对灰铸铁金相检验的内容。

GB/T7216-2009将灰铸铁的石墨分布形状分成了六个等级,分别为A型、B型、C型、D型、E型、F型。石墨长度分成1、2、3、4、5、6、7、8共8个等级;珠光体数量也分成1、2、3、4、5、6、7、8共8个等级;碳化物数量共1、2、3、4共4个等级;磷共晶数量分成1、2、3、4、5、6共6个等级;共晶团数量也是1、2、3、4、5、6、7、8共8个等级。

不同等级的组织结构都有不同的指标、机理描述,而且还有对比评价图片可供参考。以石墨分布形态为例。各个等级的分布要求如下。

A型石墨:片状石墨呈无方向均匀分布;

B型石墨:片状及细小卷曲的点状石墨聚集成菊花状分布;

C型石墨:初生的粗大直片状石墨;

D型石墨:细小卷曲的片状石墨在枝晶间呈无向分布;

E型石墨:片状石墨在枝晶二次分枝间呈有方向分布;

F型石墨:初生的星状或蜘蛛状的石墨。

当然不同石墨还有显微组织评价图片可供参考。由于受篇幅所限,我们就不一一列徐。我们以D型石墨为例, D型石墨金相图片上直观的看好像近似点状,但实际上是细小卷曲状,因为这种石墨还是长大于宽,并非真正的点状。但是,由于旧标准对 D型石墨描述不严谨,用点、片状来描述,所以很多人会混淆不清,以为D型石墨为点状石墨。点状石墨一般习惯于指白口铁中的石墨,因白口铁碳当量低,冷速快,枝晶发达,石墨呈极为细小稀疏的D或E型,小到接近于黑点。而GB/T7216-2009不适用于白口铁,所以灰铸铁中不应该存在点状石墨。

其实灰铸铁金相检验就是对比标准中给出的评价图片以及描述、指标来对灰铸铁的显微组织进行评价。而灰铸铁金相检验报告的内容应该包括检验依据的标准号,样品的名称及特征描述、测定方法、检验结果、检验报告编号和日期、试验员等关键内容。值得一提的是,GB/T7216-2009都明确要求了检验报告中必须注明石墨比例的要求,这一点是检验人员需要注意的地方。检验报告一定要保证其严谨性和科学性。

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