金属材料工程实验三球墨铸铁金相检验

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石墨呈聚集分布的蠕虫状、片状和球状、团状、团絮状
球化率/%
不低于95 90～＜95 80～＜90 70～＜80 60～＜70
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（3）石墨大小分级 石墨大小也会影响球墨铸铁的力学性能，石
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（2）抛光： 采用机械抛光，抛光时先将抛光织物长毛绒或丝绒用
水浸湿，然后平整地装在抛光机的抛光盘上。将配好的抛 光液（AL2O3或Cr2O3或MgO溶液）倒在抛光盘上（以在 试样上形成的水膜5～10秒钟干为宜），打开电源，手握 试样试磨面朝下，轻轻地放在抛光盘的2/3半径处，使细 磨的划痕方向与抛光盘的旋转方向垂直，且沿与抛光盘旋 转方向相反旋转，直至磨面光亮无痕为止，一般为3～5分 钟。抛光时宜选用润滑性良好的煤油作润滑剂，这样不但 容易得到光亮无痕的金相磨面，而且还能清晰、真实地显 示出石墨球的光学性能。
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表1 石墨形态与石墨面积率范围
石墨形 态
球状
团状 团絮状 蠕虫状 片状
石墨面 积率
>0.81
0.61～ 0.41～ 0.10～ 0.80 0.60 0.40
<0.10
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墨球细小可减小由石墨引起的应力集中现象，且细 小的石墨往往具有较高的球化率。因此均匀、圆整、 细小的石墨可以使球墨铸铁具有高的强度、塑性、 韧性和疲劳强度，标准1中将石墨的大小分为六级， 见表3。
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表3 石墨大小分级
级别
3
4
5
6
7
8
石墨直径/㎜ （放大100×）
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表2 球化分级说明
球化级别 1 2 3 4 5
说明
石墨呈球状，少量团状，允许极少量团絮状 石墨大部分呈球状，余为团状和极少量团絮状 石墨大部分呈团状和球状，余为团絮状，允许极少量为蠕虫状 石墨大部分呈团絮状和团状，余为球状和少量蠕虫状 石墨呈分散分布的蠕虫状和球状、团状、团絮状
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一、实验目的 1、熟悉并掌握球墨铸铁金相试样的制备方法； 2、熟悉球墨铸铁金相检验的内容、方法及步骤； 3、了解球墨铸铁热处理后的组织及检验。 二、实验仪器设备及材料 待检验球墨铸铁试样、砂纸、抛光布、抛光粉、脱 脂棉、酒精、4%的硝酸酒精 XDJ-200型金相显微镜、P-2型抛光机、吹风机
在基体组织中，各种相（或组织）的形态、分布和相对含量 对铸铁性能的影响起着决定性的作用。国标对于球墨铸铁铸态和正 火、退火态的基体组织的检验作出了明确的规定。
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2、球墨铸铁的石墨形态、大小及其检验 （1）石墨的形态：
石墨的形态是指单颗石墨的形状，它受化学成 分、熔炼工艺、球化处理和孕育处理以及干扰球化 元素的存在等因素的影响。GB/T 9441-1988《球墨 铸铁金相检验》标准（以下简称标准1）中根据石 墨面积率将石墨形态划分5种，见表1，所谓石墨面 积率是指单颗石墨的实际面积与其最小外接圆面积 的比率。
＞25～50
＞12～25
＞6～12
＞3～6 ＞1.5～3 ≦1.5
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3、球墨铸铁的基体组织及其检验 球墨铸铁铸态下的基体组织为珠光体和铁素体，大多数球墨
铸铁需要进行热处理改善其基体组织来满足不同的性能需要。球墨 铸铁的正火处理，可以消除铸造应力，细化晶粒，而且可以获得全 部的珠光体或以珠光体为主的基体组织，而铁素体基体组织往往是 通过退火来达到的。此外由于受化学成分和冷却速度的影响，在基 体组织中可能出现碳化物和磷共晶。在某些高合金含量的特殊性能 球墨铸铁的基体中，还会出现马氏体、贝氏体和奥氏体。
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三、实验原理 球墨铸铁的石墨呈球状或接近球状，引起的
应力集中较小，对基体的割裂作用较小，所以，球 墨铸铁具有中等的强度，良好的耐磨性、焊接性和 切削性，广泛应用于汽车、拖拉机、农用机械、冶 金、矿山及起重机械等，为此，对球墨铸铁的石墨 和基体组织的检验就是球墨铸铁生产过程中的一个 重要环节。
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（3）显示： 石墨的观察和检验时，不须腐蚀，只有观察和
检验基体时才腐蚀，可采用化学腐蚀法，是将已抛 光好的试样用水冲洗干净或用酒精擦掉表面残留的 脏物，在试样磨面用滴管滴一些酒精，用电吹风吹 干，然后将试样磨面浸入腐蚀剂中（浸蚀）或用棉 球蘸取腐蚀剂在试样磨面上擦拭（擦蚀）或用滴管 直接将腐蚀剂滴在磨面上（滴蚀），待磨面发暗时， 立即用水冲洗干净，再用滴管滴一些酒精，用电吹 风吹干，即可放在显微镜下观察。
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1、球墨铸铁金相试样的制备 （1）磨光：采用手工磨光，是将砂纸平铺在玻璃 板上（或平的瓷砖上），左手伸开压住砂纸，右手 握住试样使磨面朝下，且整个磨面必须和砂纸接触， 然后轻轻向前推行进行磨削，提起使样返回，再重 复上述操作。如果是耐水砂纸，按400、600、800、 1000、1200、1500的顺序，干砂纸为1、2、3、4、 5、6号的顺序。每磨一道砂纸，试样的划痕均匀且 方向一致，磨下一道砂纸时，试样、手、砂纸和玻 璃必须用水冲洗干净，磨削方向与上一道砂纸所磨 划痕方向垂直。
（2）石墨球化分级 在金相检验中，通常见到几种石墨形态共存，
因此评定石墨的球化质量时须用球化率来解决，所 谓球化率是指在规定的视场内，所有石墨球化程度 的综合指标。标准1中根据石墨形态及其分布，参 考其对力学性能的影响趋势和工艺特点，将球墨铸 铁石墨球化分为1～6级，见表2。一般来说，在其 他条件相同的情况下，球化率越高，力学性能也高。