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鑄鐵的金相檢驗是怎樣的?一文全了解

2023-11-06


鑄鐵的分類一般按碳喝石墨的形態(tài)特征可分為:白口鑄鐵、灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵。還有特殊性能的合金鑄鐵(分別含有Cr,Mo,Cu,Ni,W,Ti,V等合金元素)鑄鐵金相主要檢驗石墨的形態(tài)、大小和分布狀況以及金屬基體中各種組織。鑄鐵的金相組織是由石墨和基體組成的。鑄鐵中的金屬基體常見的組織為P、P-F、和F,還有滲碳體和磷共晶。

鑄鐵的分類一般按碳喝石墨的形態(tài)特征可分為:白口鑄鐵、灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵。還有特殊性能的合金鑄鐵(分別含有Cr,Mo,Cu,Ni,W,Ti,V等合金元素)鑄鐵金相主要檢驗石墨的形態(tài)、大小和分布狀況以及金屬基體中各種組織。鑄鐵的金相組織是由石墨和基體組成的。鑄鐵中的金屬基體常見的組織為P、P-F、和F,還有滲碳體和磷共晶。

工業(yè)用鑄鐵一般含碳量為2.5%~3.5%。碳在鑄鐵中多以石墨形態(tài)存在,有時也以滲碳體形態(tài)存在。除碳外,鑄鐵中還含有1%~3%的硅,以及錳、磷、硫等元素。耐蝕鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。鑄鐵按碳存在的形式分類,可分為灰口鑄鐵、白口鑄鐵、麻口鑄鐵。

 

 

鑄鐵的金相檢驗是怎樣的?一文全了解

灰口鑄鐵

灰口鑄鐵含碳量較高(2.7%~4.0%),碳主要以片狀石墨形態(tài)存在,斷口呈灰色,簡稱灰鐵。熔點低(1145~1250℃),凝固時收縮量小,抗壓強度和硬度接近碳素鋼,減震性好。由于片狀石墨存在,故耐磨性好。鑄造性能和切削加工較好。用于制造機床床身、汽缸、箱體等結(jié)構(gòu)件。其牌號以“HT”后面附兩組數(shù)字。例如:HT20-40(第一數(shù)字表示最低抗拉強度,第二組數(shù)字表示最低抗彎強度)?;铱阼T鐵按石墨的形狀特征,可分為普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵。

普通灰鑄鐵。普通灰鑄鐵的石墨呈片狀,由石墨和基體兩部分組成,基體可以是鐵素體、珠光體或鐵素體加珠光體,相當于鋼的組織。

可鍛鑄鐵

可鍛鑄鐵的石墨呈團絮狀,由白口鑄鐵退火處理后獲得,石墨呈團絮狀分布,簡稱韌鐵。其組織性能均勻,耐磨損,有良好的塑性和韌性。用于制造形狀復(fù)雜、能承受強動載荷的零件。

球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的石墨呈球狀。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得,析出的石墨呈球狀,簡稱球鐵。碳全部或大部分以自由狀態(tài)的球狀石墨存在,斷口成銀灰色。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。其牌號以“QT”后面附兩組數(shù)字表示,例如:QT45-5(第一組數(shù)字表示最低抗拉強度,第二組數(shù)字表示最低延伸率)。用于制造內(nèi)燃機、汽車零部件及農(nóng)機具等。

蠕墨鑄鐵

將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)蠕化處理后獲得,析出的石墨呈蠕蟲狀。力學(xué)性能與球墨鑄鐵相近,鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。用于制造汽車的零部件。

白口鑄鐵

白口鑄鐵碳、硅含量較低,碳主要以滲碳體形態(tài)存在,斷口呈亮白色。凝固時收縮大,易產(chǎn)生縮孔、裂紋。硬度高,脆性大,不能承受沖擊載荷。多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。

麻口鑄鐵

麻口鑄鐵中的碳以石墨和滲碳體的混合形式存在,斷口呈灰白色。這種鑄鐵脆性較大,工業(yè)上很少使用。

 

 

鑄鐵的金相檢驗是怎樣的?一文全了解

舉例分析,灰鑄鐵金相檢驗介紹

灰鑄鐵金相檢驗主要檢驗灰鑄鐵在光學(xué)顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)狀態(tài),對灰鑄鐵中的石墨分布形態(tài)、石墨長度、珠光體數(shù)量、碳化物數(shù)量、磷共晶數(shù)量、共晶團數(shù)量進行綜合評定,并且最終給出評級圖的試驗行為。在我國,灰鑄鐵金相檢驗依據(jù)標準為GB/T7216-2009《灰鑄鐵金相檢驗》。GB/T7216-2009簡要、清晰、合理的將灰鑄鐵金相檢驗進行了描述,并且結(jié)合國際標準,ASTM標準中的相關(guān)規(guī)定,在即保留了中國特色的顯微組織評級他的前提下有涵蓋了國際及國外標準對灰鑄鐵金相檢驗的內(nèi)容。

GB/T7216-2009將灰鑄鐵的石墨分布形狀分成了六個等級,分別為A型、B型、C型、D型、E型、F型。石墨長度分成1、2、3、4、5、6、7、8共8個等級;珠光體數(shù)量也分成1、2、3、4、5、6、7、8共8個等級;碳化物數(shù)量共1、2、3、4共4個等級;磷共晶數(shù)量分成1、2、3、4、5、6共6個等級;共晶團數(shù)量也是1、2、3、4、5、6、7、8共8個等級。

不同等級的組織結(jié)構(gòu)都有不同的指標、機理描述,而且還有對比評價圖片可供參考。以石墨分布形態(tài)為例。各個等級的分布要求如下。

A型石墨:片狀石墨呈無方向均勻分布;

B型石墨:片狀及細小卷曲的點狀石墨聚集成菊花狀分布;

C型石墨:初生的粗大直片狀石墨;

D型石墨:細小卷曲的片狀石墨在枝晶間呈無向分布;

E型石墨:片狀石墨在枝晶二次分枝間呈有方向分布;

F型石墨:初生的星狀或蜘蛛狀的石墨。

當然不同石墨還有顯微組織評價圖片可供參考。由于受篇幅所限,我們就不一一列徐。我們以D型石墨為例, D型石墨金相圖片上直觀的看好像近似點狀,但實際上是細小卷曲狀,因為這種石墨還是長大于寬,并非真正的點狀。但是,由于舊標準對 D型石墨描述不嚴謹,用點、片狀來描述,所以很多人會混淆不清,以為D型石墨為點狀石墨。點狀石墨一般習(xí)慣于指白口鐵中的石墨,因白口鐵碳當量低,冷速快,枝晶發(fā)達,石墨呈極為細小稀疏的D或E型,小到接近于黑點。而GB/T7216-2009不適用于白口鐵,所以灰鑄鐵中不應(yīng)該存在點狀石墨。

其實灰鑄鐵金相檢驗就是對比標準中給出的評價圖片以及描述、指標來對灰鑄鐵的顯微組織進行評價。而灰鑄鐵金相檢驗報告的內(nèi)容應(yīng)該包括檢驗依據(jù)的標準號,樣品的名稱及特征描述、測定方法、檢驗結(jié)果、檢驗報告編號和日期、試驗員等關(guān)鍵內(nèi)容。值得一提的是,GB/T7216-2009都明確要求了檢驗報告中必須注明石墨比例的要求,這一點是檢驗人員需要注意的地方。檢驗報告一定要保證其嚴謹性和科學(xué)性。

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