球墨铸铁件金相组织分析与控制

摘 要：球墨铸铁件的金相分析工作是有效解决球墨铸铁件在生产加工，以及实际使用过程中断裂问题的代表性手段，本文围绕球墨铸铁件金相组织分析与控制问题，选取三个具体方面展开了简要的分析论述。

关键词：球墨铸铁件；金相；组织分析；控制手段

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.015

钢铁是最近四十余年期间我国发展过程中运用的极其重要的铸造类金属材料类型，而在球墨铸铁件的制作加工过程中，由于对球状石墨应用技术材料的引入运用，导致应力技术参数项目集中实现状态的显著减小，以及基体技术结构实际遭致的技术破坏现象表现程度显著降低，因而客观上导致球墨铸铁应用技术材料的抗拉强度技术参数表现水平、塑性技术参数表现水平，以及韧性技术参数表现水平均明显高于其他类型的铸铁应用技术材料。在与具备同等性钢材应用技术材料组织结构相对照条件下，球墨铸铁材料的塑性明显低于钢材、疲劳强度与一般技术性能表现类型的中碳钢基本一致，其屈强比技术参数的表现水平介于0.70-0.80之间，基本上可以达到常规碳钢应用技术材料的二倍水平，与此同时，球墨铸钢材料的经济性造价成本水平明显低于普通钢材，因而往往能够获得更加广泛且充裕的实践性应用技术空间。最近几年以来，随着球墨铸铁件在我国大陆地区应用范围的不断扩展，球墨铸铁件在其具体的生产、安装，以及应用过程中发生的断裂问题，逐步引起了广泛关注，而想要切实解决好球墨铸铁件在生产、安装，以及实际使用过程中的断裂现象，应当针对断裂件展开全面系统的金相分析，进而发现断裂件在生产加工技术处理过程中存在的技术缺陷，并对其展开针对性处置，有鉴于此，本文将会围绕球墨铸铁件金相组织分析与控制展开简要阐释。

1 影响球墨铸铁件技术性能的组织结构因素

1.1 石墨形状影响因素

所谓球墨铸铁，按照其名称表述的基本含义角度展开分析，其最为显著的技术表现特点，就在于其中实际应用的石墨物质的几何图形表现状态具备较为充分的球状特征。从具体面对的材料技术性能表现状态角度展开分析，石墨物质的圆整技术表现状态越好，颗粒分布细小表现状态越充分，颗粒分布技术表现状态越均匀，则其在具体的技术应用实践过程中，对金属性基体技术结构所引致的割裂技术作用或者是应力集中技术作用就越微小，从而能够切实确保球墨铸铁件的技术性能处于稳定良好表现状态。

在现有的技术发展背景之下，石墨应用技术材料的圆整程度表现状态通常是借由球化率参数指标项目来进行评定的，同时球墨铸铁件的生产加工质量水平和技术性能表现状态，也是借由球化率参数指标项目进行评定的。

遵照现行国家标准规范文件GB/T9441《球墨铸铁金相检验》中列示的相关技术要求，石墨应用材料形状性技术表现特征通常可以被划分为六个具体的等级，其中通常认为形状评价技术等级结果在四级或者是以上，并且球化率参数项目测定计算数值水平在75.00以上条件下，认为石墨应用材料的形状特征达到合格技术标准。

1.2 基体组织影响因素

在现有的技术发展背景条件下，通常认为具备不同牌号特征的球墨铸铁应用材料，一般会具备彼此差异特征极其显著的基体组织结构。例如T400-15和QT400-10的球墨铸铁应用技术材料，两种材料在基础性技术类型表现特征层面均属于铁素体球墨铸铁材料，具备表现状态较为良好的强度参数状态，冲击韧性参数状态，以及塑性技术性能，并且以铁素体结构构成了材料的主要基体组织部分，同时包含和涉及了较少数量表现规模的珠光体结构形态、渗碳体结构形态，以及磷共晶结构形态。从技术性能表现特征角度展开阐释分析，通常认为铁素体部分的含量规模越高，则韧性基础参数项目的表现状态就越好；在珠光体结构形态的含量规模不断增加的实践背景之下，通常会导致球墨铸铁件的冲击值参数水平和伸长率参数水平显著下降；而渗碳体结构形态和磷共晶结构形体含量增加，通常会对球墨铸铁件的强度技术参数和韧性技术参数表现状态均造成较为显著的不良影响。

2 球墨铸铁件生产过程中断裂件的金相组织及其形态特征

第一，石墨应用技术材料发生球化状态不良现象。在球墨铸铁件生产加工过程中发生断裂件技术现象条件下，最为常见的技术性引致原因，就在于石墨应用技术材料的球化表现状态明显不良。技术检测结果显示，有一定数量比例的球墨铸铁断裂件中，其石墨应用技术材料完全呈现片状表现特征，其中不包含任何石墨球结构形态；有一定数量比例的球墨铸铁断裂件中，其应用的石墨应用技术材料整体上呈现片状的表现特点，同时掺杂有一定数量比例的厚片状和蠕虫状表现结构，以及极其微少数量的具备衰退形态表现特征的球状石墨应用材料。在上述两种技术形态表現类型的石墨应用技术材料引入运用的实践背景下，通常会导致实际加工形成的球墨铸铁件的技术性能表现状态发生明显下降。

第二，石墨漂浮现象的发生。在针对球墨铸铁断裂件组织实施基础性技术状态表现特征检测技术活动过程中，石墨漂浮技术现象通常也具备表现显著的常见性。石墨漂浮现象的主要表现特征，在于球墨铸铁件的表面结构中聚集了较大数量的石墨应用技术材料，直接导致球状石墨应用技术材料的整体技术形态特征遭遇破坏。从具体的发生条件角度分析，石墨漂浮技术现象通常在大型球墨铸铁件和厚壁球墨铸铁件中具备常见性。石墨漂浮技术现象的发生，通常会显著降低球墨铸铁件的机械力学技术性能，同时也会对球墨铸铁件表面结构的质量技术水平造成显著的破坏作用。

第三，珠光体结构形态含量水平明显超标。对于铁素体球墨铸铁件而言，其本身不仅应当具备较好的机械强度表现特征，还应当具备表现程度充分的韧性参数，因此在这一技术要求标准的直接控制和约束条件下，通常认为应当将球墨铸铁件基体组织结构中的珠光体结构形态的含量数值水平控制在合理区间，其通常将其严格控制在20.00%之内，技术性研究与分析资料显示，部分球墨铸铁件中珠光体结构形态含量规模的显著增加，韧性技术性能指标表现状态明显变差，导致相关的球墨铸铁件在实际安装和技术使用过程中，极易发生表现程较为明显的断裂技术现象。

第四，如果将渗碳体结构形态和磷共晶结构形态的含量水平严格控制在3.00%，以及1.00%指标水平之下，通常会导致铁素体球墨铸铁件的机械强度表现状态，以及韧性技术参数表现状态发生明显下降。

3 引致球墨铸铁件金相结构技术形态的不合格的主要原因

3.1 石墨球化技术状态不良

引致石墨球化技术状态不良的因素具备多种多样性：（1）化学成分结构控制工作存在缺陷，导致影响石墨球化技术过程实现的化学元素物质过多；（2）在孕育和球化过程中未能实现良好稳定的技术控制；（3）球墨铸铁件铸造加工过程中铁水冷却速度过快；（4）球墨铸铁件浇筑加工技术环节的持续时间过长。

3.2 石墨漂浮現象的引致原因

在现有的技术发展背景之下，石墨漂浮现象的发生，通常认为与球墨铸铁件加工应用材料中的碳元素和硅元素含量水平过高，以及铸铁液体冷却技术过程实现速率过慢，大半径石墨应用技术材料析出数量过多，及其在球墨铸铁件表面结构之上的大量偏析和聚集等因素具备直接相关性。在常规性技术发展演进条件下，通常认为，球墨铸铁件的自身形制越大，浇铸加工过程中的温度参数水平越高，将会导致其冷却技术过程实现速度明显变慢，如果铁水物质在铸造模型内部的高温液态维持时间过长，将会导致石墨应用技术材料在实际生产加工作业过程中获取到数量充足的上浮技术时间，导致石墨漂浮技术现象明显加剧。

4 结束语

针对球墨铸铁件金相组织分析与控制，本文择取影响球墨铸铁件技术性能的组织结构因素、球墨铸铁件生产过程中断裂件的金相组织及其形态特征，以及引致球墨铸铁件金相结构技术形态的不合格的主要原因三个具体方面展开了简要论述，旨意为相关领域的研究人员提供借鉴。

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作者简介：肖艳（1972-），女，主要从事金属的机械性能及组织检验。

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