苏州球墨铸铁件金相组织检测 球墨铸铁件无损探伤检测

1、影响球墨铸铁件性能的组织

1.1石墨形状

球墨铸铁，顾名思义，显著的特点是石墨呈球状。球墨铸铁中的石墨越圆整、细小、分布越均匀，对金属基体的割裂作用和引起的应力集中就越小，球铁件的性能就越好。石墨圆整情况是用球化率表示的，球铁件的质量一般是以球化率来评定的。按gb/t9441《球墨铸铁金相检验》要求，石墨形状共分六级，四级以上合格，球化率达到75%以上。下图是球化级别图(取自标准)。

1.2 基体组织

球墨铸铁的基体组织依牌号不同而不同。我厂常用的、牌号的铸铁是铁素体球铁，具有一定强度、良好的冲击韧性和塑性，其正常基体组织以铁素体为主，伴有少量珠光体、渗碳体、磷共晶。铁素体含量愈高则韧性愈好；珠光体数量增加，则冲击值和伸长率下降；渗碳体和磷共晶含量高则铸件强度、韧性都差。本文讨论针对铁素体球铁。下图是铁素体基体、珠光体+铁素体基体的组织形貌图。

2、生产过程中断裂件的金相组织及形貌

2.1石墨球化不良

生产中断裂件常出现的是石墨球化不良。有的断裂件石墨完全呈片状，没有石墨球；有的断件石墨基本上呈片状，还搀杂着厚片状与蠕虫状，有极少量球状石墨(石墨衰退形貌)见图1。这两种石墨形态都使球铁的性能急剧下降。

2.2石墨漂浮

石墨漂浮也是我们日常生产中常看到的缺陷形态。石墨漂浮的特征是在铸件的上表面聚集了大量石墨，球状石墨形态已被破坏，成为“开花状”。石墨漂浮通常是大型、厚壁球铁件中一种常见的缺陷。石墨漂浮的存在降低了铸件的力学性能，也影响了铸件的表面质量。见图2、图3。

2.3珠光体含量超标

铁素体球铁除了要有强度还要有一定的韧性，所以对球铁件基体组织中的珠光体含量有控制要求，一般控制在20%以内。图4中珠光体含量达到了50%使该件强度高，韧性差，在安装过程发生断裂。

2.4渗碳体、磷共晶含量分别控制在3%和1%以下，多会使铁素体球铁件强度、韧性大幅下降。

3、造成金相组织不合格的原因

3.1石墨球化不良

影响石墨球化的因素众多，化学成分控制不好，阻碍石墨化的元素过多；孕育、球化过程控制不好；铁水冷却过快；浇注时间过长等都会影响球化效果。我厂发生过球铁模具刚一使用就断裂的情况，主要原因是硫元素超标导致石墨呈粗大片状。为了获得球状石墨，铁水的含硫量必须严格控制；另外，浇注时间过长导致石墨衰退也是球化不良的主要原因。

3.2石墨漂浮

石墨漂浮产生原因是由于碳、硅含量高、铁液冷却速度慢，析出多量大径石墨，并在铸件上部偏析而聚集。铸件愈大，浇铸温度愈高，冷却速度越慢，则铁水在铸型内保持高温液态时间长，石墨有足够的上浮时间，因而石墨漂浮愈严重。防止石墨漂浮应采取的措施①严格控制碳硅当量；②提高冷却速度，在壁厚处放置冷铁等；③加入少量强烈阻止石墨化的元素，如加入钼可防止石墨漂浮；④严格控制稀土元素残留量。

3.3基体组织中珠光体超标的原因

铸件冷却过快。

3.4造成渗碳体超标的原因

铸件冷却过快；化学成分控制不好，如：铁水中硅含量过低；球化剂过多；孕育处理不良；造成磷共晶超标的原因是：p元素含量超标。

4、球铁件生产过程质量控制与检验

球铁件由于需要对铁水进行孕育、球化处理，过程质量控制非常重要。首先要做好原材料进厂化验工作；其次要做好炉前化验，严格成分控制；要按照铁水重量添加适量的孕育剂和球化剂；要严格控制每包铁水的浇注时间，防止浇注到后期石墨衰退。铸铁件是以机械性能作为验收标准的，在浇注后期取样做性能试验可以及时发现铸件是否存在孕育、球化不良或石墨衰退等质量问题。另外，冬季是铸件质量问题高发季节，因环境温度低会造成铁水冷却过快，产生过冷石墨或过多珠光体，所以冬季铁水浇注后要注意铸件的保温。另外，球铁件除了做机械性能试验或金相检验外，合格的球铁件的断口、敲击的声音也非常有特点，有经验的检查员可以利用这两种方法对铸件质量进行初步检验，防止出现批量不合格品。